WO2012101974A1 - ハイブリッド建設機械 - Google Patents

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WO2012101974A1
WO2012101974A1 PCT/JP2012/000202 JP2012000202W WO2012101974A1 WO 2012101974 A1 WO2012101974 A1 WO 2012101974A1 JP 2012000202 W JP2012000202 W JP 2012000202W WO 2012101974 A1 WO2012101974 A1 WO 2012101974A1
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condenser
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耕治 山下
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コベルコ建機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid construction machine that uses an engine and a capacitor together as a power source.
  • Fig. 7 shows the system configuration of the hybrid excavator.
  • the hybrid excavator includes an engine 1, a generator motor 2 and a hydraulic pump 3 connected to the engine 1, a hydraulic actuator 5 driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump 3, and supply and discharge of pressure oil to and from the hydraulic actuator 5. And a storage battery 6 that charges the electric power generated by the generator motor 2.
  • the engine 1 is assisted by operating the generator motor 2 with the electric power charged in the battery 6.
  • the hybrid excavator is a device electrically connected to the capacitor 6 (hereinafter referred to as a hybrid device), in addition to the generator motor 2 and the capacitor 6, as well as a swing motor 7, a first inverter 8, and a second And an inverter 9. These inverters 8 and 9 control the operation of the generator motor 2 and the swing motor 7 and the charging / discharging of the battery 6.
  • Patent Document 1 As a countermeasure against this warm-up, for example, a technique for increasing the temperature of the capacitor by internal heating of the capacitor (see Patent Document 1) has been proposed. Specifically, in the technique described in Patent Document 1, when the temperature of the capacitor becomes equal to or lower than a set value, the generator motor is operated to forcibly charge and discharge the capacitor.
  • hybrid devices including the swing motor 7 and the inverters 8 and 9 generate heat during use. Therefore, in order to maintain a certain performance of these hybrid devices, it is also necessary to cool the hybrid devices.
  • Patent Document 2 that cools a capacitor and a hybrid device that requires cooling (hereinafter referred to as a cooling device).
  • the cooling circuit described in Patent Document 2 can cool the storage battery and the required cooling equipment by supplying the coolant to the storage battery and the required cooling equipment by a cooling pump.
  • Patent Document 1 has a problem that the life of the battery 6 is shortened particularly by increasing the number of times of charging because the battery 6 is charged and discharged at a low temperature.
  • Patent Document 1 the technique described in Patent Document 1 is not preferable from the viewpoint of protecting the battery. Therefore, it is conceivable to raise the temperature by sending the heating medium to the battery 6.
  • JP 2010-127271 A International Publication No. 2008/015798
  • An object of the present invention is to provide a hybrid construction machine capable of simplifying and downsizing a circuit configuration for keeping an engine, a capacitor, and a hybrid device at an appropriate temperature.
  • the present invention is a hybrid construction machine, which includes an engine as a power source, a capacitor in which an appropriate temperature lower than the appropriate temperature of the engine is set, an electric motor, and a controller thereof. Cooling required equipment set at an appropriate temperature lower than the appropriate temperature of the battery, a battery temperature adjusting circuit for keeping the battery at an appropriate temperature, an engine cooling circuit for cooling the engine with a first refrigerant, and an engine cooling circuit A condenser warm-up position for introducing the first refrigerant after cooling the engine into the condenser temperature adjustment circuit, and a condenser non-warm-up position for stopping introduction of the first refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit
  • the cooling device is cooled by a warm-up switching valve that can be switched between and a second refrigerant, and the second refrigerant is led to the condenser temperature adjustment circuit.
  • a device cooling circuit that can be switched between a state in which the second refrigerant is introduced into the capacitor temperature adjusting circuit, and an engine cooling circuit that cools the first refrigerant in the capacitor temperature adjusting circuit.
  • a derivation switching valve switchable between an engine-side derivation position leading to the circuit and a device-side derivation position deriving the second refrigerant in the capacitor temperature adjustment circuit to the device cooling circuit; and a temperature of the capacitor And the first refrigerant after cooling the engine according to whether the capacitor needs to be warmed up or cooled based on the temperature of the capacitor detected by the capacitor temperature sensor.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a warm-up / cooling system for a capacitor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. It is a flowchart which shows the process performed by the controller shown in FIG. It is a figure which shows the relationship between the state of an apparatus in the flowchart shown in FIG. 2, and a process.
  • It is a block diagram of the warm-up / cooling system of the electrical storage device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • It is a flowchart which shows the process performed by the controller shown in FIG.
  • FIG. 5 shows the relationship between the state of an apparatus in the flowchart shown in FIG. 5, and a process.
  • It is a hybrid system block diagram of a hybrid shovel.
  • the hybrid excavator includes an engine 1 as a power source, a generator motor 2 and a hydraulic pump 3 connected to the engine 1, a hydraulic actuator 5 driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump 3, and a hydraulic pressure A control valve 4 that controls supply and discharge of pressure oil to and from the actuator 5 and a capacitor 6 that charges the electric power generated by the generator motor 2 are provided.
  • the engine 1 is assisted by operating the generator motor 2 with the electric power charged in the battery 6.
  • the hybrid excavator is a device electrically connected to the capacitor 6 (hereinafter referred to as a hybrid device), in addition to the generator motor 2 and the capacitor 6, as well as a swing motor 7, a first inverter 8, and a second And an inverter 9. These inverters 8 and 9 control the operation of the generator motor 2 and the swing motor 7 and the charging / discharging of the battery 6.
  • the hybrid excavator according to the present embodiment includes an engine cooling circuit 11 that cools the engine 1 with engine cooling water (hereinafter referred to as a first refrigerant) and equipment cooling water (hereinafter referred to as a second refrigerant).
  • a device to be cooled hereinafter referred to as “cooling required device”.
  • a device cooling circuit 12 that cools the generator motor 2, the swing motor 7, the first inverter 8, and the second inverter 9)
  • a capacitor temperature adjustment circuit 13 for keeping the capacitor 6 at an appropriate temperature by warming up or cooling the capacitor 6, a capacitor temperature sensor 20 for detecting the temperature of the capacitor 6, and a water temperature sensor for detecting the temperature of the first refrigerant 21 and a controller (control means) 17 to which detection results from the capacitor temperature sensor 20 and the water temperature sensor 21 are input.
  • the engine cooling circuit 11 switches between a state in which the first refrigerant after cooling the engine 1 is introduced into the condenser temperature adjustment circuit 13 and a state in which introduction of the first refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit 13 is stopped. Is possible. Specifically, the engine cooling circuit 11 is provided with a main radiator 10 for cooling the first refrigerant and the engine 1 and is not shown for circulating the first refrigerant in the engine cooling circuit 11. Warm-up switching for switching the engine-side bypass circuit 30 that circulates the first refrigerant to the engine cooling circuit 11 without passing through the pump and the condenser temperature sensor 20, and the first refrigerant flow path 1 and the flow path 3. And a valve 18.
  • the warm-up switching valve 18 is provided on the downstream side of the engine 1, and the main radiator 10 is provided on the downstream side of the warm-up switching valve 18.
  • the first refrigerant circulates along the flow path 1 or the flow path 3 and cools the engine 1 by the operation of the pump outside the drawing.
  • the warm-up switching valve 18 has a capacitor warm-up position A for introducing the first refrigerant after cooling of the engine 1 in the engine cooling circuit 11 into the capacitor temperature adjusting circuit 13, and a first refrigerant to the capacitor temperature adjusting circuit. It is possible to switch between the storage device non-warm-up position B for stopping the introduction. Specifically, the first refrigerant is introduced into the engine-side bypass circuit 30 in the state where the storage device is switched to the non-warm-up position B.
  • the equipment cooling circuit 12 and the condenser temperature adjustment circuit 13 are provided separately from the engine cooling circuit 11.
  • the equipment cooling circuit can be switched between a state where the second refrigerant is introduced into the condenser temperature adjustment circuit 13 and a state where the introduction of the second refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit 13 is stopped.
  • the equipment cooling circuit 12 includes a cooling pump 14 that pumps the second refrigerant to the equipment requiring cooling, and a sub-radiator 15 as a heat exchanger that cools the second refrigerant.
  • the cooling pump 14 can be switched between an operation state in which the second refrigerant is introduced into the condenser temperature adjustment circuit 13 and a non-operation state in which the introduction of the second refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit 13 is stopped. is there.
  • the second refrigerant pressure-fed from the cooling pump 14 returns to the cooling pump 14 via the sub radiator 15 through the condenser temperature adjustment circuit 13 along the flow path 2. In the process of this flow, the second refrigerant cools the cooling required equipment.
  • the devices requiring cooling that are cooled by the device cooling circuit 12 are arranged so that the upper limit value of the appropriate temperature is arranged in ascending order from the outlet side of the sub radiator 15. That is, the second inverter 9, the first inverter 8, the swing motor 7, and the generator motor 2 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the flow path 2.
  • the optimum temperatures of the engine 1, the capacitor 6, and the cooling equipment are in the following relationship.
  • the appropriate temperature of the cooling-required equipment is lower than the appropriate temperature of the engine 1 and the battery 6.
  • the optimum temperature of the battery 6 is lower than the optimum temperature of the engine 1. Therefore, the condenser 6 is warmed up by introducing the first refrigerant after cooling the engine 1 into the condenser temperature adjusting circuit 13 described later, while the condenser 6 is cooled by introducing the second refrigerant.
  • the capacitor temperature adjustment circuit 13 includes a urea water tank 16 that stores urea water for promoting purification of exhaust gas from the engine 1 and a derivation switching valve 19 that switches a refrigerant derivation path in the capacitor temperature adjustment circuit 13. Yes.
  • the condenser temperature adjusting circuit 13 is provided with a urea water tank 16, a condenser 6, and a derivation switching valve 19 in this order from upstream to downstream in the flow direction of the flow paths 2 and 3. It has been. That is, the urea water tank 16, the battery 6, and the derivation switching valve 19 are provided in series. In FIG. 1, the urea water tank 16 is disposed on the upstream side of the battery 6, but may be disposed on the downstream side of the battery 6.
  • the derivation switching valve 19 is an apparatus side derivation position C for sending the refrigerant (second refrigerant) in the condenser temperature adjustment circuit 13 to the equipment cooling circuit 12, and the refrigerant (first refrigerant) in the condenser temperature adjustment circuit 13 as an engine. It is possible to switch between the engine-side derived position D to be sent to the cooling circuit 11.
  • FIG. 1 shows a state in which the cooling-required device and the battery 6 are connected by piping, but in reality, water jackets provided on the outer periphery of the cooling-required device and the battery 6 are connected by piping. Yes. Then, the first refrigerant is introduced into the water jacket of the battery 6, so that the battery 6 is warmed up. On the other hand, when the second refrigerant is introduced into the water jacket of the battery 6 and the apparatus requiring cooling, the battery 6 and the apparatus requiring cooling are cooled.
  • the capacitor temperature sensor 20 detects the temperature of the capacitor 6.
  • the water temperature sensor 21 detects the temperature of the first refrigerant. The temperature signals detected by these sensors 20 and 21 are input to the controller 17.
  • the controller 17 determines the first refrigerant or the second refrigerant after the engine 1 is cooled depending on whether or not the capacitor 6 needs to be warmed up or cooled based on the temperature of the capacitor 6 detected by the capacitor temperature sensor 20.
  • the operations of the engine cooling circuit 11 (warm-up switching valve 18), the equipment cooling circuit 12 (cooling pump 14), and the derivation switching valve 19 are controlled so that the refrigerant selectively flows in the condenser temperature adjustment circuit 13.
  • the controller 17 stores the following set values 1 to 3.
  • the set value 1 is a temperature that serves as a reference for determining whether or not the temperature of the capacitor 6 is a temperature that requires warming up of the capacitor 6.
  • the set value 2 is a temperature that serves as a reference for determining whether or not the temperature of the battery 6 is a temperature that requires cooling of the battery 6.
  • the set value 3 is a reference temperature for determining whether or not the temperature of the first refrigerant is a temperature suitable for warming up the battery 6.
  • the set values 1 to 3 are set as follows.
  • the set values 1 and 3 are set to 10 ° C. which is the lower limit value of the appropriate temperature of the battery 6.
  • the set value 2 is set to 30 ° C. that is slightly closer to the upper limit value (40 ° C.) of the appropriate temperature of the battery 6.
  • the controller 17 When the temperature of the battery 6 detected by the battery temperature sensor 20 is lower than the set value 1 and the temperature of the first refrigerant detected by the water temperature sensor 21 is higher than the set value 3, the controller 17 The operation of the warm-up switching valve 18, the derivation switching valve 19, and the cooling pump 14 is controlled so that the first refrigerant is sent to the condenser temperature adjustment circuit 13. In addition, the controller 17 controls the warm-up switching valve 18, the derivation switching valve 19, and the cooling pump 14 so that the second refrigerant is sent to the capacitor temperature adjustment circuit 13 when the temperature of the capacitor 6 is higher than the set value 2. Control the operation.
  • the controller 17 sets the warm-up switching valve 18 to the capacitor warm-up position A, sets the derivation switching valve 19 to the engine-side derivation position D, and sets the cooling pump 14 in a situation where the capacitor 6 needs to be warmed up. Set to inactive state.
  • the controller 17 sets the derivation switching valve 19 to the equipment-side derivation position C, sets the cooling pump 14 to the operating state, and sets the warm-up switching valve 18 to the capacitor non-warm-up in a situation where the capacitor 6 needs to be cooled. Set to position B.
  • the condenser temperature adjustment circuit 13 forms the flow path 3 with the engine cooling circuit 11 in a situation where the condenser 6 needs to be warmed up, while the equipment cooling circuit in a situation where the condenser 6 needs to be cooled.
  • the flow path 2 is formed between the two.
  • the engine cooling circuit 11 is formed with a flow path 1 passing through the engine-side bypass circuit 30. That is, in the present embodiment, the cooling pump 14 is operated in a state where the warm-up switching valve 18 is set to the capacitor non-warm-up position B, so that the second refrigerant is sent to the capacitor temperature adjustment circuit 13.
  • the equipment cooling circuit 12 and the condenser temperature adjustment circuit 13 are directly connected without going through a switching valve.
  • step S1 Capacitor Cooling
  • the warm-up switching valve 18 is switched to the capacitor non-warming-up position B, the derivation switching valve 19 is switched to the equipment-side derivation position C, and the cooling pump 14 is operated.
  • the first refrigerant flows from the engine 1 directly to the main radiator 10 via the engine side bypass circuit 30 along the flow path 1. Thereby, only the engine 1 is cooled.
  • the second refrigerant flows through the device cooling circuit 12 and the condenser temperature adjustment circuit 13 along the flow path 2.
  • the second refrigerant is cooled from the cooling pump 14 via the urea water tank 16, the capacitor 6, the second inverter 9, the first inverter 8, the swing motor 7, the generator motor 2, and the sub radiator 15. Return to pump 14.
  • the condenser 6 and the urea water tank 16 are cooled and kept at an appropriate temperature together with the respective cooling devices (the generator motor 2, the swing motor 7, and the inverters 8 and 9).
  • step S1 Capacitor warm-up If NO in step S1 (the temperature of the capacitor 6 is lower than the set value 2), it is determined whether or not the temperature of the capacitor 6 is lower than the set value 1 in step S3. If the temperature of the battery 6 is lower than the set value 1 (YES in step S1), it is determined in step S4 whether the temperature of the second refrigerant (engine coolant) is higher than the set value 3.
  • step S4 If YES in step S4, it is determined that the battery 6 should be warmed up, and process II is executed in step S5.
  • the warm-up switching valve 18 is switched to the condenser warm-up position A, the derivation switching valve 19 is switched to the engine-side derivation position D, and the operation of the cooling pump 14 is stopped.
  • the flow of the second refrigerant in the flow path 2 stops.
  • the first refrigerant flows from the engine 1 to the main radiator 10 through the condenser temperature adjustment circuit 13 along the flow path 3.
  • step S3 Capacitor non-warm-up, non-cooling If NO in step S3 (when the temperature of the capacitor 6 is equal to or higher than the set value 1) and NO in step S4 (when the temperature of the first refrigerant is equal to or lower than the set value 3) ), It is determined that it is not necessary to warm up the battery 6, and the process III is executed in step S6.
  • the warm-up switching valve 18 is switched to the capacitor non-warming-up position B, the derivation switching valve 19 is switched to the device-side derivation position C, and the operation of the cooling pump 14 is stopped.
  • the optimal temperature of the battery 6 is lower than the optimal temperature of the engine 1 and higher than the optimal temperature of the equipment requiring cooling. Therefore, the first refrigerant in the engine cooling circuit 11 can be used for warming up the battery 6, while the second refrigerant in the device cooling circuit 12 can be used for cooling the battery 6.
  • the inventor of the present application pays attention to this point, and connects the condenser temperature adjustment circuit 13 to the engine cooling circuit 11 and the equipment cooling circuit 12, and controls the warm-up switching valve 18, the derivation switching valve 19, and the cooling pump 14.
  • the present invention has been conceived in which the first refrigerant or the second refrigerant is selectively introduced into the condenser temperature adjustment circuit 13.
  • the condenser temperature adjusting circuit 13 can be used as a warm-up and cooling circuit, and the heat exchanger (the main radiator 10 of both the cooling circuits 11 and 12 and The sub-radiator 15) can be used as it is.
  • the temperature of the storage battery 6 is detected by the storage battery temperature sensor 20, and the warm-up and cooling are switched according to the temperature of the storage battery 6, or the warm-up and cooling are stopped. Therefore, the battery 6 can be reliably maintained at an appropriate temperature.
  • the embodiment includes the engine-side bypass circuit 30 for circulating the first refrigerant only by the engine cooling circuit 11 without passing through the condenser temperature adjustment circuit 13. Therefore, it is possible to promptly move from the stage where the temperature of the first refrigerant is low to the stage where the battery 6 can be warmed up. Specifically, the temperature can be raised to an appropriate temperature by circulating the first refrigerant that has not risen to an appropriate temperature in the engine cooling circuit 11.
  • the temperature of the electrical storage device 6 may be further lowered by sending the low temperature first refrigerant to the electrical storage device 6.
  • the required cooling device (the generator motor 2, the swing motor 7, the first inverter 8, and the second inverter 9) of the device cooling circuit 12 has an upper limit value of an appropriate temperature from the outlet side of the sub radiator 15. Arranged in ascending order. Thereby, the 2nd refrigerant
  • the urea water tank 16 constituting the exhaust gas purification system of the engine 1 is provided in the condenser temperature adjustment circuit 13.
  • the cost can be reduced by simplifying the circuit configuration.
  • the urea water is heated by introducing the first refrigerant into the urea water tank 16 to prevent freezing of the urea water.
  • the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.
  • the appropriate temperature (for example, 10 ° C. to 40 ° C.) of the battery 6 is within the range of the appropriate temperature of the urea water (for example, 0 ° C. to 40 ° C.). Therefore, the urea water can also be adjusted to an appropriate temperature by adjusting the battery 6 to an appropriate temperature. That is, the storage battery 6 and the urea water can be kept at an appropriate temperature by performing the switching control of the warm-up switching valve 18 and the derivation switching valve 19 without performing any special control for adjusting the temperature of the urea water. it can. Therefore, control for maintaining the temperature of the urea water becomes easy.
  • the condenser temperature adjustment circuit 13 is directly connected to the device cooling circuit 12. For this reason, it is not possible to cool the equipment requiring cooling during the warm-up operation of the battery 6.
  • the cooling required device is cooled in parallel while performing the warm-up operation of the storage battery 6.
  • the configuration is adopted.
  • the device cooling circuit 12 includes a device-side bypass circuit 22 for circulating the second refrigerant only in the device cooling circuit 12 without passing through the condenser temperature adjustment circuit 13, and the controller 17.
  • a cooling switching valve 23 that switches the flow of the second refrigerant by switching control, and an electric motor temperature sensor (equipment temperature sensor) 24 that detects the temperature of the turning electric motor 7 of the devices requiring cooling and sends the temperature to the controller 17 are provided. .
  • the hybrid excavator may include a device temperature sensor that detects the temperature of a cooling device other than the swing motor 7.
  • the cooling switching valve 23 is provided between the cooling pump 14 and the urea water tank 16.
  • the cooling switching valve 23 is provided between a condenser cooling position E where the second refrigerant is introduced into the condenser temperature adjustment circuit 13 and a condenser non-cooling position F where the introduction of the second refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit 13 is stopped. It can be switched with. Specifically, at the capacitor non-cooling position F, the second refrigerant is not sent to the capacitor temperature adjustment circuit 13 but is sent to the device-side bypass circuit 22.
  • the controller 17 sets the warm-up switching valve 18 to the capacitor warm-up position A, sets the cooling switching valve 23 to the capacitor non-cooling position F in a situation where the capacitor 6 needs to be warmed up, and the above
  • the derivation switching valve 19 is set to the engine side derivation position D.
  • the controller 17 sets the cooling switching valve 23 to the condenser cooling position E, sets the warm-up switching valve 18 to the non-warming-up position B of the condenser, and the derivation switching valve 19 in a situation where the condenser 6 needs to be cooled. Is set to the device-side derived position C.
  • the controller 17 requires warming-up of the capacitor 6 and cooling of the required cooling equipment based on the temperature of the capacitor 6 and the temperature of the swing motor 7 detected by the capacitor temperature sensor 20 and the motor temperature sensor 24. Judge whether there is. Then, the controller 17 sets the cooling switching valve 23 to the condenser non-cooling position F so that the warming up of the condenser 6 and the cooling of the apparatus requiring cooling are performed in parallel when it is determined that the above situation is present. And the cooling pump 14 is operated.
  • the controller 17 stores a set value 4 (for example, 50 ° C.) in addition to the set values 1 to 3 described above.
  • the set value 4 is used as a reference for determining whether or not the temperature of the swing electric motor 7 is a temperature that requires cooling.
  • the controller 17 switches each switching so that the second refrigerant is sent to the device-side bypass circuit 22 side only when the temperature of the swing motor 7 exceeds the set value 4 during the warm-up operation of the battery 6.
  • the operation of the valves 18, 19, 23 and the cooling pump 14 is controlled.
  • steps S11, S12, S13, S14, S15, and S16 are the same as steps S1, S2, S3, S4, S5, and S6 of the first embodiment (FIG. 2).
  • Process X1 is the same as process I.
  • Process X3 is the same as process II.
  • Process X5 is the same as process III.
  • step S11 when the temperature of the battery 6 is higher than the set value 2 (YES in step S11), as the process X1 of step S12, the warm-up switching valve 18 is switched to the battery non-warming position B, and the derivation switching valve 19 is set. Switching to the device-side derivation position C, switching the cooling switching valve 23 to the condenser cooling position E, and operating the cooling pump 14.
  • the cooling switching valve 23 is set at the condenser cooling position E. Thereby, the flow of the 2nd refrigerant
  • the second refrigerant flows through the device cooling circuit 12 and the condenser temperature adjustment circuit 13 along the flow path 2.
  • the condenser 6 and the urea water tank 16 together with the respective cooling devices are cooled and kept at an appropriate temperature.
  • the first refrigerant flows from the engine 1 directly through the engine side bypass circuit 30 to the main radiator 10 along the flow path 1. Thereby, the engine 1 is cooled.
  • step S15 the warm-up switching valve 18 is switched to the condenser warm-up position A, the derivation switching valve 19 is switched to the engine-side derivation position D, and the cooling switching valve 23 is switched to the condenser non-cooling position F. And the cooling pump 14 is set to OFF.
  • step S13 determines whether or not the temperature of the swing motor 7 is higher than the set value 4 in step S13 ′.
  • the warm-up switching valve 18 is switched to the condenser non-warming position B
  • the derivation switching valve 19 is switched to the equipment-side derivation position C
  • the cooling switching valve 23 is switched to the condenser non-cooling position F. Then, the cooling pump 14 is turned off.
  • step S14 ′ when the temperature of the swing motor 7 is higher than the set value 4), that is, in a situation where it is necessary to warm up the battery 6 and cool down the required cooling equipment, the process X2 is executed in step S17. Is done.
  • the warm-up switching valve 18 is switched to the condenser warm-up position A
  • the derivation switching valve 19 is switched to the engine-side derivation position D
  • the cooling switching valve 23 is set to the condenser non-cooling position F
  • the cooling pump 14 is operated.
  • the condenser 6 is warmed up and the cooling equipment is cooled in parallel.
  • the cooling of the cooling required device continues to be stopped during the warming up of the charging capacitor 6 and the cooling required device is heated to a high temperature. It can be avoided.
  • a circuit that prioritizes cooling of the equipment requiring cooling is configured, it is possible to avoid the warm-up of the battery 6 being interrupted due to the cooling of the equipment requiring cooling. Therefore, it is possible to reliably keep both the battery 6 and the cooling-required device at an appropriate temperature.
  • step S18 the warm-up switching valve 18 is switched to the condenser non-warming position B, the derivation switching valve 19 is switched to the equipment-side derivation position C, the cooling switching valve 23 is switched to the condenser non-cooling position F, The cooling pump 14 is activated.
  • Embodiments (1) In both of the above embodiments, all of the plurality of cooling-requiring devices are provided in the device cooling circuit 12, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to divide a plurality of devices requiring cooling into a first group whose appropriate temperature is close to the battery 6 and a second group other than that, and provide only the first group in the device cooling circuit 12.
  • the condenser temperature adjustment circuit 13 is used as a circuit for warming up or cooling the urea water tank 16, but the invention is not limited to this. Specifically, another circuit for warming up or cooling the urea water tank 16 may be provided.
  • the condition for warming up the battery 6 is that the temperature of the first refrigerant is higher than the set value 3, but the present invention is not limited to this. Specifically, this condition may be removed when the temperature of the first refrigerant is almost always suitable for warming up the battery 6 as in a warm area.
  • water is used as the cooling medium (second refrigerant) of the device cooling circuit 12, but a cooling medium other than water (coolant such as oil or refrigerant gas) may be used.
  • the present invention can be applied not only to the hybrid excavator but also to other hybrid construction machines having the same device configuration as this.
  • the present invention is a hybrid construction machine, including an engine as a power source, a capacitor set at an optimum temperature lower than the optimum temperature of the engine, an electric motor and its controller, and lower than the optimum temperature of the capacitor.
  • Cooling equipment that is set at an appropriate temperature, a condenser temperature adjusting circuit for keeping the condenser at an appropriate temperature, an engine cooling circuit that cools the engine with a first refrigerant, and the engine cooling circuit, the engine cooling circuit Switchable between a condenser warm-up position for introducing the first refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit and a condenser non-warm-up position for stopping introduction of the first refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit.
  • a warm-up switching valve a state in which the cooling-required device is cooled by the second refrigerant, and the second refrigerant is introduced into the condenser temperature adjustment circuit;
  • An equipment cooling circuit that can be switched between a state in which introduction of the second refrigerant into the capacitor temperature adjustment circuit is stopped, and an engine that leads the first refrigerant in the capacitor temperature adjustment circuit to the engine cooling circuit
  • a derivation switching valve switchable between a side derivation position and a device side derivation position for deriving the second refrigerant in the capacitor temperature adjustment circuit to the device cooling circuit, and a capacitor temperature for detecting the temperature of the capacitor
  • the first refrigerant or the second refrigerant after cooling the engine according to whether the battery needs to be warmed up or cooled based on the sensor and the temperature of the battery detected by the battery temperature sensor.
  • a control means for controlling the operation of the warm-up switching valve, the equipment cooling circuit, and the derivation switching valve so that the refrigerant selective
  • the condenser can be kept at an appropriate temperature by selectively flowing the first refrigerant or the second refrigerant through the condenser temperature adjustment circuit.
  • the first refrigerant after engine cooling can be used for warming up the capacitor.
  • the second refrigerant can be used for cooling the battery. The inventor of the present application pays attention to this point and contemplates the present invention to selectively flow the first refrigerant or the second refrigerant to the condenser temperature adjustment circuit by controlling the engine cooling circuit, the equipment cooling circuit, and the derivation switching valve. did.
  • the first refrigerant is led to the condenser
  • the second refrigerant is led to the condenser so that the condenser can be warmed up or cooled. it can.
  • the condenser temperature adjustment circuit can be used as a warm-up circuit and a cooling circuit, and the heat exchangers of both cooling circuits can be used as they are.
  • the battery is warmed up by the first refrigerant. Therefore, unlike the technique described in Patent Document 1 in which the capacitor is forcedly charged and discharged at a low temperature, adverse effects on the lifetime of the capacitor can be reduced.
  • the temperature of the battery is detected by the battery temperature sensor, and switching between warm-up and cooling, or stop of warm-up and cooling is performed according to the temperature of the battery.
  • the battery can be reliably maintained at an appropriate temperature.
  • the equipment cooling circuit is in an operating state in which the second refrigerant is introduced into the condenser temperature adjustment circuit, and the introduction of the second refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit is stopped.
  • a cooling pump capable of switching between operating states, wherein the control means (A) sets the warm-up switching valve at the capacitor warm-up position in a situation where the capacitor needs to be warmed up; The pump is set to the non-operating state, the derivation switching valve is set to the engine side derivation position, and (B) the cooling pump is set to the operating state in a situation where the condenser needs to be cooled, and the warm-up switching is performed. It is preferable that the valve is set at the condenser non-warm-up position and the derivation switching valve is set at the cooling-side derivation position.
  • a cooling pump that switches between supply and stop of supply of the second refrigerant to the condenser temperature adjustment circuit. Therefore, the refrigerant introduced into the condenser temperature adjustment circuit can be selectively switched by controlling the operation of the warm-up switching valve and the cooling pump.
  • the equipment-side cooling circuit includes a condenser cooling position for introducing the second refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit, and a condenser for stopping introduction of the second refrigerant into the condenser temperature adjustment circuit.
  • a cooling switching valve that is switchable between a non-cooling position, and the control means (A) sets the warm-up switching valve at the condenser warm-up position in a situation where the warm-up of the condenser is required,
  • the cooling switching valve is set to the condenser non-cooling position
  • the derivation switching valve is set to the engine side derivation position
  • the cooling switching valve is set to the condenser cooling position in a situation where the condenser needs to be cooled. It is preferable that the warm-up switching valve is set at the capacitor non-warming-up position, and the derivation switching valve is set at the equipment-side derivation position.
  • a cooling switching valve that switches between supply and stop of supply of the second refrigerant to the condenser temperature adjustment circuit. Therefore, the refrigerant introduced into the condenser temperature adjustment circuit can be selectively switched by controlling the operation of the warm-up switching valve and the cooling switching valve.
  • the device-side cooling circuit includes a device-side bypass circuit for circulating the second refrigerant only in the device cooling circuit without passing through the condenser temperature adjustment circuit, and the cooling switching valve
  • the second refrigerant is sent to the condenser temperature adjustment circuit at the condenser cooling position, while the second refrigerant is sent to the device-side bypass circuit at the condenser non-cooling position.
  • the apparatus further includes an equipment temperature sensor that detects the temperature of the equipment requiring cooling and sends it to the control means, and the equipment cooling circuit includes an operating state for sending the second refrigerant to the cooling switching valve, and the cooling A cooling pump capable of switching between a non-operating state in which the second refrigerant is stopped from being sent to the switching valve, and the control means includes the capacitor detected by the capacitor temperature sensor and the device temperature sensor.
  • the control means includes the capacitor detected by the capacitor temperature sensor and the device temperature sensor.
  • the engine cooling circuit includes an engine-side bypass circuit for circulating the first refrigerant only in the engine cooling circuit without passing through the condenser temperature adjustment circuit, and the warm-up switching valve
  • the first refrigerant is sent to the condenser temperature adjustment circuit at the condenser warm-up position, while the first refrigerant is sent to the engine-side bypass circuit at the condenser non-warm-up position.
  • the battery can be cooled during the engine cooling operation.
  • the hybrid construction machine further includes a water temperature sensor that detects a temperature of the first refrigerant, and the control unit detects a temperature of the condenser lower than a preset temperature and is detected by the water temperature sensor.
  • the control unit detects a temperature of the condenser lower than a preset temperature and is detected by the water temperature sensor.
  • the battery when the temperature of the first refrigerant is higher than the preset temperature of the battery, it is determined that the battery needs to be warmed up. Thus, it is possible to avoid warming up the battery using the first refrigerant that has not risen to an appropriate temperature, such as immediately after starting the engine in winter or in a cold region. Therefore, the battery can be warmed up more reliably.
  • the condenser when the engine side bypass circuit for circulating the first refrigerant only by the engine cooling circuit without passing through the condenser temperature adjustment circuit is provided, the condenser is started from the stage where the temperature of the first refrigerant is low. Can be quickly transferred to a stage where the engine can be warmed up. Specifically, the temperature can be increased to an appropriate temperature by circulating the first refrigerant that has not increased to an appropriate temperature in the engine cooling circuit.
  • the device cooling circuit includes a heat exchanger for cooling the second refrigerant, and a plurality of the cooling devices are provided in the device cooling circuit. It is preferable that the devices are arranged so that the upper limit value of the appropriate temperature is arranged in ascending order from the outlet side of the heat exchanger.
  • the cooling medium that has come out of the heat exchanger flows in order from the required cooling device having a low upper limit value of the appropriate temperature to the required cooling device having a higher upper limit value of the appropriate temperature. Therefore, each cooling device can be efficiently cooled to an appropriate temperature, and each cooling device can be maintained at an appropriate temperature.
  • the condenser temperature adjustment circuit includes a urea water tank constituting the exhaust gas purification system of the engine.
  • the cost can be reduced by simplifying the circuit configuration.
  • the urea water is heated by introducing the first refrigerant into the urea water tank to prevent the urea water from freezing.
  • the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.
  • the appropriate temperature (for example, 10 ° C. to 40 ° C.) of the capacitor is within the range of the appropriate temperature of the urea water (for example, 0 ° C. to 40 ° C.). Therefore, the urea water can also be adjusted to an appropriate temperature by adjusting the battery 6 to an appropriate temperature. In other words, the condenser and urea water can be kept at an appropriate temperature by performing switching control of the engine cooling circuit, the equipment cooling circuit, and the derivation switching valve described above without performing special control for adjusting the temperature of the urea water. Can do. Therefore, control for maintaining the temperature of the urea water becomes easy.

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Abstract

 エンジン、蓄電器及びハイブリッド機器を適温に保つための回路構成を簡素化及び小型化することができるハイブリッド建設機械を提供する。蓄電器温度調整回路13と、第1の冷媒によってエンジン1を冷却するとともに、エンジン冷却後の第1の冷媒を蓄電器温度調整回路13に導入する状態と、第1の冷媒の蓄電器温度調整回路13への導入を停止する状態との間で切換可能なエンジン冷却回路11と、第2の冷媒によって要冷却機器を冷却するとともに、第2の冷媒を蓄電器温度調整回路13に導入する状態と、第2の冷媒の蓄電器温度調整回路13への導入を停止する状態との間で切換可能な機器冷却回路12と、蓄電器6の暖機または冷却の要否に応じて第1の冷媒または第2の冷媒が選択的に蓄電器温度調整回路13内を流れるように、エンジン冷却回路11、機器冷却回路12、及び導出切換弁19の作動を制御するコントローラ17とを備えている。

Description

ハイブリッド建設機械
 本発明は、エンジンと蓄電器とを動力源として併用するハイブリッド建設機械に関するものである。
 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。
 図7は、ハイブリッドショベルのシステム構成を示す。
 ハイブリッドショベルは、エンジン1と、エンジン1に接続された発電電動機2及び油圧ポンプ3と、油圧ポンプ3から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータ5と、油圧アクチュエータ5に対する圧油の給排を制御する制御弁4と、発電電動機2により発電された電力を充電する蓄電器6とを備えている。このハイブリッドショベルでは、蓄電器6に充電された電力により発電電動機2を作動させることによって、エンジン1がアシストされる。
 また、ハイブリッドショベルは、上記蓄電器6に電気的に接続された機器(以下、ハイブリッド機器と称す)として、上記発電電動機2及び蓄電器6のほか、旋回電動機7と、第1インバータ8と、第2インバータ9とを備えている。これらインバータ8,9は、発電電動機2及び旋回電動機7の作動と、蓄電器6の充放電等とを制御する。
 このハイブリッドショベルにおいて、低温時には蓄電器6の容量が低下することにより蓄電器性能(放電性能)が低下する結果、十分な電力が得られなくなる。そのため、冬期等の低温環境では、エンジン1と同様に、蓄電器6についても適温(例えば10℃~40℃)まで加温(暖機)することが望まれる。
 この暖機対策として、例えば、蓄電器の内部加熱によって蓄電器の温度を上昇させる技術(特許文献1参照)が提案されている。具体的に、特許文献1に記載の技術では、蓄電器の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対し強制的に充放電を行わせる。
 一方、蓄電器6を高温状態で使用し続けると、蓄電器6の劣化が早くなる。そのため、蓄電器6が適温を超えないように蓄電器6を冷却する必要がある。
 また、旋回電動機7及び両インバータ8,9を含むハイブリッド機器の多くも、使用中に発熱する。そのため、これらのハイブリッド機器の一定の性能を維持するために、ハイブリッド機器も冷却する必要がある。
 そこで、蓄電器、及び、ハイブリッド機器のうち冷却を要するもの(以下、要冷却機器という)を冷却する、特許文献2に記載の冷却回路が知られている。具体的に、特許文献2に記載の冷却回路は、冷却ポンプにより冷却液が蓄電器及び要冷却機器に供給されることにより、蓄電器及び要冷却機器を冷却可能である。
 上記特許文献1に記載の技術では、低温下で蓄電器6に充放電を行わせるため、特に充電回数の増加により蓄電器6の寿命を縮めるという問題がある。
 とりわけ、充放電時において、蓄電器には、その内部抵抗値が小さいほど大きな電流が流れる。そのため、蓄電器の劣化は、蓄電器の内部抵抗値が小さいほど、進み易い。
 従って、蓄電器を保護する観点で、特許文献1に記載の技術は好ましくない。そこで、加熱媒体を蓄電器6に送って昇温させることが考えられる。
 しかし、加熱媒体により蓄電器6を昇温させる場合、エンジン、蓄電器及び要冷却機器を適温に保つための回路構成が大型化及び複雑化する。その理由として、第1に、蓄電器6を適温に調整するために、暖機回路と、例えば特許文献2に記載のような冷却回路とをそれぞれ別配管により独立した回路として併設しなければならない。第2に、暖機用及び冷却用の2つの熱交換器が必要となる。したがって、スペース、コストの点で非常に不利となる。
特開2010-127271号公報 国際公開第2008/015798号
 本発明の目的は、エンジン、蓄電器及びハイブリッド機器を適温に保つための回路構成を簡素化及び小型化することができるハイブリッド建設機械を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明は、ハイブリッド建設機械であって、動力源としてのエンジンと、上記エンジンの適温よりも低い適温が設定された蓄電器と、電動機及びその制御器を含むとともに上記蓄電器の適温よりも低い適温が設定された要冷却機器と、上記蓄電器を適温に保つための蓄電器温度調整回路と、第1の冷媒によって上記エンジンを冷却するエンジン冷却回路と、上記エンジン冷却回路に設けられ、上記エンジン冷却後の上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する蓄電器暖機位置と、上記第1の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止させる蓄電器非暖機位置との間で切換可能な暖機切換弁と、第2の冷媒によって上記要冷却機器を冷却するとともに、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する状態と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止する状態との間で切換可能な機器冷却回路と、上記蓄電器温度調整回路内の上記第1の冷媒を上記エンジン冷却回路に導出するエンジン側導出位置と、上記蓄電器温度調整回路内の上記第2の冷媒を上記機器冷却回路に導出する機器側導出位置との間で切換可能な導出切換弁と、上記蓄電器の温度を検出する蓄電器温度センサと、上記蓄電器温度センサによって検出された蓄電器の温度に基づいて判断される蓄電器の暖機または冷却の要否に応じて、上記エンジンを冷却した後の上記第1の冷媒または上記第2の冷媒が選択的に上記蓄電器温度調整回路内を流れるように、上記暖機切換弁、上記機器冷却回路、及び上記導出切換弁の作動を制御する制御手段とを備えている、ハイブリッド建設機械を提供する。
 本発明によれば、エンジン、蓄電器及び要冷却機器を適温に保つための回路構成を簡素化及び小形化することができる。
本発明の第1実施形態に係る蓄電器の暖機/冷却のシステムの構成図である。 図1に示すコントローラによって実行される処理を示すフローチャートである。 図2に示すフローチャートにおける機器の状態と処理との関係を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る蓄電器の暖機/冷却のシステムの構成図である。 図4に示すコントローラによって実行される処理を示すフローチャートである。 図5に示すフローチャートにおける機器の状態と処理との関係を示す図である。 ハイブリッドショベルのハイブリッドシステム構成図である。
 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一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
 第1実施形態(図1~図3参照)
 本実施形態に係るハイブリッドショベルの基本的な構成は、図7に示すものと同様である。
 具体的に、ハイブリッドショベルは、動力源としてのエンジン1と、エンジン1に接続された発電電動機2及び油圧ポンプ3と、油圧ポンプ3から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータ5と、油圧アクチュエータ5に対する圧油の給排を制御する制御弁4と、発電電動機2により発電された電力を充電する蓄電器6とを備えている。このハイブリッドショベルでは、蓄電器6に充電された電力により発電電動機2を作動させることによって、エンジン1がアシストされる。
 また、ハイブリッドショベルは、上記蓄電器6に電気的に接続された機器(以下、ハイブリッド機器と称す)として、上記発電電動機2及び蓄電器6のほか、旋回電動機7と、第1インバータ8と、第2インバータ9とを備えている。これらインバータ8,9は、発電電動機2及び旋回電動機7の作動と、蓄電器6の充放電等とを制御する。
 さらに、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、エンジン冷却水(以下、第1の冷媒と称す)によってエンジン1を冷却するエンジン冷却回路11と、機器冷却水(以下、第2の冷媒と称す)によって上記ハイブリッド機器のうち冷却対象となるもの(以下、要冷却機器と称す。本実施形態では、発電電動機2、旋回電動機7、第1インバータ8及び第2インバータ9)を冷却する機器冷却回路12と、蓄電器6を暖機または冷却することにより蓄電器6を適温に保つための蓄電器温度調整回路13と、蓄電器6の温度を検出する蓄電器温度センサ20と、第1の冷媒の温度を検出する水温センサ21と、蓄電器温度センサ20及び水温センサ21からの検出結果が入力されるコントローラ(制御手段)17とを備えている。
 エンジン冷却回路11は、エンジン1の冷却後の第1の冷媒を蓄電器温度調整回路13に導入する状態と、第1の冷媒の蓄電器温度調整回路13への導入を停止する状態との間で切換可能である。具体的に、エンジン冷却回路11は、第1の冷媒を冷却するためのメインラジエータ10と、エンジン1に設けられているとともにエンジン冷却回路11内に第1の冷媒を循環させるための図外のポンプと、蓄電器温度センサ20を通さずに第1の冷媒をエンジン冷却回路11に循環させるエンジン側バイパス回路30と、第1の冷媒の流路1と流路3とを切り換えるための暖機切換弁18と、を備えている。具体的に、暖機切換弁18は、エンジン1の下流側に設けられているともに、メインラジエータ10は、暖機切換弁18の下流側に設けられている。エンジン1の運転中、上記図外のポンプの作動により、第1の冷媒は、流路1又は流路3に沿って循環し、エンジン1を冷却する。
 暖機切換弁18は、エンジン冷却回路11内のエンジン1の冷却後の第1の冷媒を蓄電器温度調整回路13に導入する蓄電器暖機位置Aと、第1の冷媒の蓄電器温度調整回路への導入を停止させる蓄電器非暖機位置Bとの間で切換可能である。具体的に、蓄電器非暖機位置Bに切り換えられた状態において、第1の冷媒は、エンジン側バイパス回路30に導入される。
 機器冷却回路12及び蓄電器温度調整回路13は、エンジン冷却回路11とは別に設けられている。
 機器冷却回路は、第2の冷媒を蓄電器温度調整回路13に導入する状態と、第2の冷媒の蓄電器温度調整回路13への導入を停止する状態との間で切換可能である。具体的に、機器冷却回路12は、第2の冷媒を上記要冷却機器に圧送する冷却ポンプ14と、第2の冷媒を冷却する熱交換器としてのサブラジエータ15と、を備えている。冷却ポンプ14は、第2の冷媒を蓄電器温度調整回路13内に導入する作動状態と、第2の冷媒の蓄電器温度調整回路13内への導入を停止する非作動状態との間で切換可能である。そして、冷却ポンプ14から圧送された第2の冷媒は、流路2に沿って、蓄電器温度調整回路13を通り、サブラジエータ15を経由して冷却ポンプ14に戻る。この流れの過程において、第2の冷媒は、要冷却機器を冷却する。
 ここで、機器冷却回路12で冷却される要冷却機器は、その適温の上限値がサブラジエータ15の出口側から低い順に並ぶように配置されている。つまり、流路2の流れ方向の上流側から下流側に向けて、第2インバータ9、第1インバータ8、旋回電動機7、発電電動機2の順で配置されている。
 また、エンジン1、蓄電器6、及び要冷却機器の適温は、次の関係にある。要冷却機器の適温は、エンジン1及び蓄電器6の適温よりも低い。蓄電器6の適温は、エンジン1の適温よりも低い。したがって、後述する蓄電器温度調整回路13にエンジン1の冷却後の第1の冷媒を導入することにより蓄電器6が暖機される一方、第2の冷媒を導入することにより蓄電器6が冷却される。
 蓄電器温度調整回路13は、エンジン1の排ガスの浄化を促進するための尿素水を貯留する尿素水タンク16と、蓄電器温度調整回路13内の冷媒の導出経路を切り換える導出切換弁19とを備えている。具体的に、蓄電器温度調整回路13には、流路2及び流路3の流れ方向の上流から下流に向けて、尿素水タンク16と、蓄電器6と、導出切換弁19と、がこの順に設けられている。つまり、尿素水タンク16と、蓄電器6と、導出切換弁19とは、直列に設けられている。なお、図1において、尿素水タンク16は、蓄電器6の上流側に配置されているが、蓄電器6の下流側に配置されていてもよい。
 導出切換弁19は、蓄電器温度調整回路13内の冷媒(第2の冷媒)を機器冷却回路12に送る機器側導出位置Cと、蓄電器温度調整回路13内の冷媒(第1の冷媒)をエンジン冷却回路11に送るエンジン側導出位置Dとの間で切換可能である。
 なお、図1は、要冷却機器及び蓄電器6が配管によって接続された状態を示しているが、実際には、要冷却機器及び蓄電器6の外周にそれぞれ設けられたウォータージャケットが配管によって接続されている。そして、蓄電器6のウォータージャケット内に第1の冷媒が導入されることにより、蓄電器6が暖機される。一方、蓄電器6及び要冷却機器のウォータージャケットに第2の冷媒が導入されることにより、蓄電器6及び要冷却機器が冷却される。
 蓄電器温度センサ20は、蓄電器6の温度を検出する。水温センサ21は、第1の冷媒の温度を検出する。これらのセンサ20,21によって検出された温度信号は、コントローラ17に入力される。
 コントローラ17は、蓄電器温度センサ20によって検出された蓄電器6の温度に基づいて判断される蓄電器6の暖機または冷却の要否に応じて、エンジン1の冷却後の第1の冷媒または第2の冷媒が選択的に蓄電器温度調整回路13内を流れるように、エンジン冷却回路11(暖機切換弁18)、機器冷却回路12(冷却ポンプ14)、及び導出切換弁19の作動を制御する。
 具体的に、コントローラ17は、次の設定値1~3が記憶されている。設定値1は、蓄電器6の温度が蓄電器6の暖機を要する温度か否かを判定する基準となる温度である。設定値2は、蓄電器6の温度が蓄電器6の冷却を要する温度か否かを判定する基準となる温度である。設定値3は、第1の冷媒の温度が蓄電器6を暖機するのに適している温度であるか否かを判定する基準となる温度である。
 具体的に、例えば、蓄電器6の適温が10℃~40℃の場合、設定値1~3は、次のように設定されている。設定値1及び3は、蓄電器6の適温の下限値である10℃に設定されている。設定値2は、蓄電器6の適温の上限値(40℃)よりも少し近い30℃に設定されている。
 そして、コントローラ17は、蓄電器温度センサ20により検出された蓄電器6の温度が設定値1よりも低く、かつ、水温センサ21により検出された第1の冷媒の温度が設定値3よりも高い場合に、第1の冷媒が蓄電器温度調整回路13に送られるように、暖機切換弁18、導出切換弁19及び冷却ポンプ14の作動を制御する。また、コントローラ17は、蓄電器6の温度が設定値2よりも高い場合に、第2の冷媒が蓄電器温度調整回路13に送られるように暖機切換弁18、導出切換弁19及び冷却ポンプ14の作動を制御する。
 つまり、コントローラ17は、蓄電器6の暖機を要する状況で、暖機切換弁18を蓄電器暖機位置Aに設定し、導出切換弁19をエンジン側導出位置Dに設定し、及び冷却ポンプ14を非作動状態に設定する。一方、コントローラ17は、蓄電器6の冷却を要する状況で、導出切換弁19を機器側導出位置Cに設定し、冷却ポンプ14を作動状態に設定し、及び暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに設定する。
 このコントローラ17の制御により、蓄電器温度調整回路13は、蓄電器6の暖機を要する状況においてエンジン冷却回路11との間で流路3を形成する一方、蓄電器6の冷却を要する状況において機器冷却回路12との間で流路2を形成する。また、蓄電器6の冷却を要する状況において、エンジン冷却回路11には、エンジン側バイパス回路30を通る流路1が形成される。つまり、本実施形態では、暖機切換弁18が蓄電器非暖機位置Bに設定された状態で冷却ポンプ14が作動することにより、第2の冷媒が蓄電器温度調整回路13に送られるように、機器冷却回路12と蓄電器温度調整回路13とは、切換弁を介さずに直接接続されている。
 コントローラ17により実行される処理を、図2,3を参照して説明する。
 (i) 蓄電器冷却
 図2のフローチャートにおいて、制御が開始されると、ステップS1で蓄電器6の温度が設定値2よりも高いか否かが判定される。蓄電器6の温度が設定値2よりも高い場合(ステップS1でYES)、蓄電器6の冷却を要する状況であると判断して、ステップS2で処理Iが実行される。
 すなわち、図3に示すように、暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに切り換えるとともに、導出切換弁19を機器側導出位置Cに切換え、さらに、冷却ポンプ14を作動させる。
 この結果、第1の冷媒は、流路1に沿って、エンジン1からエンジン側バイパス回路30を経由して直接メインラジエータ10へ流れる。これにより、エンジン1のみが冷却される。
 一方、第2の冷媒は、流路2に沿って、機器冷却回路12及び蓄電器温度調整回路13を流れる。具体的に、第2の冷媒は、冷却ポンプ14から尿素水タンク16、蓄電器6、第2インバータ9、第1インバータ8、旋回電動機7、発電電動機2、及びサブラジエータ15を経由して、冷却ポンプ14に戻る。これにより、各要冷却機器(発電電動機2、旋回電動機7、両インバータ8,9)とともに蓄電器6及び尿素水タンク16は、冷却され、適温に保たれる。
 図3中、流路1~3について「○」は、冷媒が流れることを意味し、「×」は冷媒の流れが停止することを意味する。
 (ii) 蓄電器暖機
 ステップS1でNO(蓄電器6の温度が設定値2よりも低い)の場合、ステップS3で、蓄電器6の温度が設定値1よりも低いか否かが判定される。蓄電器6の温度が設定値1よりも低い場合(ステップS1でYES)、ステップS4で第2の冷媒(エンジン冷却水)の温度が設定値3よりも高いか否かが判定される。
 このステップS4でYESの場合、蓄電器6の暖機を行うべき状況であると判断し、ステップS5において処理IIが実行される。
 すなわち、暖機切換弁18を蓄電器暖機位置Aに切り換えるとともに、導出切換弁19をエンジン側導出位置Dに切り換え、さらに冷却ポンプ14の作動を停止させる。
 この結果、流路2の第2の冷媒の流れが停止する。一方、第1の冷媒は、流路3に沿って、エンジン1から蓄電器温度調整回路13を通ってメインラジエータ10に流れる。
 これにより、要冷却機器の冷却が停止する一方、蓄電器6及び尿素水タンク16は、第1の冷媒によって暖機される。
 (iii) 蓄電器非暖機、非冷却
 ステップS3でNOの場合(蓄電器6の温度が設定値1以上場合)、及びステップS4でNOの場合(第1の冷媒の温度が設定値3以下の場合)は、蓄電器6の暖機が不要であると判断され、ステップS6で処理IIIが実行される。
 すなわち、暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに切り換えるとともに、導出切換弁19を機器側導出位置Cにそれぞれ切換え、さらに冷却ポンプ14の作動を停止させる。
 この結果、流路1に沿った流れのみが形成され、流路2及び流路3に沿った流れが停止する。
 これにより、エンジン1の冷却のみが行われ、蓄電器6、尿素水タンク16、及び要冷却機器に対しては暖機も冷却も行われない。
 このように、蓄電器6の適温は、エンジン1の適温よりも低く、かつ、要冷却機器の適温よりも高い。そのため、エンジン冷却回路11の第1の冷媒は、蓄電器6の暖機に利用可能である一方、機器冷却回路12の第2の冷媒は、蓄電器6の冷却に利用可能である。本願発明者は、この点に着目し、蓄電器温度調整回路13をエンジン冷却回路11及び機器冷却回路12に接続するとともに、暖機切換弁18、導出切換弁19及び冷却ポンプ14の制御により、第1の冷媒又は第2の冷媒を選択的に蓄電器温度調整回路13に導入する本発明に想到した。これにより、蓄電器6の暖機を要する状況では第1の冷媒を蓄電器6に導く一方、蓄電器6の冷却を要する状況では第2の冷媒を蓄電器6に導くことにより、蓄電器6を暖機または冷却することができる。したがって、前記実施形態によれば、蓄電器温度調整回路13を暖機用及び冷却用の回路として兼用することができ、かつ、熱交換器(は、両冷却回路11,12のものメインラジエータ10及びサブラジエータ15)をそのまま利用することができる。
 このため、エンジン1、蓄電器6及び要冷却機器を適温に保つための回路構成を簡素化及び小形化し、スペース、コストの点で非常に有利となる。
 また、この構成によると、次の効果を得ることができる。
 (a) 第1の冷媒によって蓄電器6を暖機する。そのため、低温下で蓄電器6に強制的に充放電作用を行わせる特許文献1に記載の技術と異なり、蓄電器6の寿命に与える悪影響を低減することができる。
 (b) 蓄電器温度センサ20によって蓄電器6の温度を検出し、この蓄電器6の温度に応じて暖機と冷却とを切換え、または暖機及び冷却の停止を行なう。そのため、蓄電器6を確実に適温に保つことができる。
 (c) エンジン冷却回路11の第1の冷媒の温度を水温センサ21で検出し、この第1の冷媒の温度が蓄電器6の暖機に適した温度である場合(設定値3よりも高い温度である場合)に、蓄電器6の暖機を要する状況であると判断される。これにより、冬季または寒冷地におけるエンジン1の始動直後のように、適切な温度まで上がっていない第1の冷媒を用いて蓄電器6の暖機を行なうのを回避することができる。したがって、蓄電器6の暖機をより確実に行なうことができる。
 特に、前記実施形態では、蓄電器温度調整回路13を通さずに第1の冷媒をエンジン冷却回路11のみで循環させるためのエンジン側バイパス回路30を備えている。そのため、第1の冷媒の温度低い段階から蓄電器6を暖機することができる段階へ迅速に以降させることができる。具体的に、適切な温度まで上がっていない第1の冷媒をエンジン冷却回路11で循環させることにより、適切な温度まで昇温することができる。
 また、前記実施形態では、低温の第1の冷媒を蓄電器6に送ることにより、蓄電器6の温度をさらに低下させてしまうおそれがない。
 このため、蓄電器6の暖機効率が良いものとなる。
 (d) 上記実施形態において、機器冷却回路12の要冷却機器(発電電動機2、旋回電動機7、第1インバータ8、及び第2インバータ9)は、サブラジエータ15の出口側から適温の上限値が低い順で配置されている。これにより、サブラジエータ15から出た第2の冷媒は、適温の上限値の低い要冷却機器から適温の上限値の高い要冷却機器へ向けて順に流れる。そのため、各要冷却機器を適温まで効率良く冷却し、かつ、要冷却機器を適温に維持することができる。
 (e) 上記実施形態において、エンジン1の排ガス浄化システムを構成する尿素水タンク16が蓄電器温度調整回路13に設けられている。これにより、排ガス浄化の促進のために尿素水を用いる場合に、回路構成を簡素化することによりコストダウンを図ることができる。具体的に、従来から、第1の冷媒を尿素水タンク16に導入することにより尿素水を加温し、尿素水の凍結防止を図ることが行なわれている。ここで、上記実施形態では、尿素水タンク16を蓄電器温度調整回路13に設けることにより、別途、尿素水タンク16用の加温回路を設けることが不要となる。そのため、回路構成を簡略化しコストダウンすることができる。
 また、蓄電器6の適温(例えば、10℃~40℃)は、尿素水の適温(例えば、0℃~40℃)の範囲内にある。そのため、蓄電器6を適温に調整することにより尿素水も適温に調整することができる。つまり、尿素水の温度を調整するための特別の制御を行なうことなく、上述した暖機切換弁18及び導出切換弁19の切換制御を行なうことにより蓄電器6及び尿素水を適温に保持することができる。したがって、尿素水の温度を保持するための制御が容易となる。
 第2実施形態(図4~図6参照)
 第1実施形態との相違点のみを説明する。
 第1実施形態では、蓄電器温度調整回路13が機器冷却回路12に対して直接接続されている。そのため、蓄電器6の暖機運転中に、要冷却機器の冷却を行うことができない。
 その結果、特に、蓄電器6の暖機運転が長時間行なわれ、または頻繁に行われると、要冷却機器が高温化するおそれがある。
 そこで、第2実施形態においては、蓄電器6の暖機運転中、要冷却機器の温度が適温を超えた場合に、蓄電器6の暖機運転を行いながら要冷却機器の冷却を並行して行うための構成を採用する。
 具体的に、第2実施形態に係る機器冷却回路12は、第2の冷媒を蓄電器温度調整回路13に通さずに機器冷却回路12のみで循環させるための機器側バイパス回路22と、コントローラ17による切換制御によって第2の冷媒の流れを切換える冷却切換弁23と、要冷却機器のうちの旋回電動機7の温度を検出してコントローラ17に送る電動機温度センサ(機器温度センサ)24とを備えている。
 なお、ハイブリッドショベルは、旋回電動機7以外の要冷却機器の温度を検出する機器温度センサを備えていてもよい。
 冷却切換弁23は、冷却ポンプ14と尿素水タンク16との間に設けられている。この冷却切換弁23は、第2の冷媒を蓄電器温度調整回路13に導入する蓄電器冷却位置Eと、第2の冷媒の蓄電器温度調整回路13への導入を停止させる蓄電器非冷却位置Fとの間で切換可能である。具体的に、蓄電器非冷却位置Fにおいて、第2の冷媒は、蓄電器温度調整回路13に送られず、上記機器側バイパス回路22に送られる。
 本実施形態に係るコントローラ17は、蓄電器6の暖機を要する状況で、暖機切換弁18を蓄電器暖機位置Aに設定し、冷却切換弁23を蓄電器非冷却位置Fに設定し、及び上記導出切換弁19をエンジン側導出位置Dに設定する。一方、コントローラ17は、蓄電器6の冷却を要する状況で、冷却切換弁23を蓄電器冷却位置Eに設定し、暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに設定し、かつ、導出切換弁19を機器側導出位置Cに設定する。
 さらに、コントローラ17は、蓄電器温度センサ20及び電動機温度センサ24によって検出された蓄電器6の温度及び旋回電動機7の温度に基づいて、蓄電器6の暖機を要するとともに要冷却機器の冷却を要する状況であるか否かを判断する。そして、コントローラ17は、上記状況であると判断された場合に、蓄電器6の暖機と要冷却機器の冷却とが並行して行なわれるように、冷却切換弁23を蓄電器非冷却位置Fに設定するとともに冷却ポンプ14を作動させる。
 具体的に、コントローラ17には、前記設定値1~3に加えて、設定値4(例えば、50℃)が記憶されている。設定値4は、旋回電動機7の温度が冷却を要する温度か否かを判断するための基準として用いられる。具体的に、コントローラ17は、蓄電器6の暖機運転中、旋回電動機7の温度が設定値4を超えたときのみに第2の冷媒が機器側バイパス回路22側に送られるように、各切換弁18,19,23及び冷却ポンプ14の作動を制御する。
 以下、コントローラ17により実行される処理を図5及び図6を参照して説明する。
 図5に記載のフローチャートにおいて、ステップS11,S12,S13,S14,S15,S16は、第1実施形態(図2)のステップS1,S2,S3,S4,S5,S6と同様である。処理X1は、処理Iと同様である。処理X3は、処理IIと同様である。処理X5は、処理IIIと同様である。
 すなわち、蓄電器6の温度が設定値2よりも高い場合(ステップS11でYESの場合)、ステップS12の処理X1として、暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに切り換え、導出切換弁19を機器側導出位置Cに切り換え、冷却切換弁23を蓄電器冷却位置Eに切り換え、及び冷却ポンプ14を作動させる。
 なお、処理X1において、冷却切換弁23は、蓄電器冷却位置Eにセットする。これにより、機器冷却回路12と機器側バイパス回路22との間の流路2Sに沿った第2の冷媒の流れは、生じない。一方、第2の冷媒は、流路2に沿って、機器冷却回路12及び蓄電器温度調整回路13を流れる。
 そのため、各要冷却機器(発電電動機2、旋回電動機7、両インバータ8,9)とともに蓄電器6及び尿素水タンク16は、冷却され、適温に保たれる。
 一方、第1の冷媒は、流路1に沿って、エンジン1からエンジン側バイパス回路30を通って直接メインラジエータ10に流れる。これにより、エンジン1が冷却される。
 また、蓄電器温度が設定値1よりも低く、エンジン水温が設定値3よりも高い場合(ステップS13及びS14でYESの場合)、ステップS14´において旋回電動機7の温度が設定値4よりも高いか否かが判定される。ここで、旋回電動機7の温度が設定値4以下であると判定された場合(ステップS14´でNOの場合)、蓄電器6の暖機を要するとともに要冷却機器の冷却を要しないと判断される。具体的に、ステップS15の処理X3において、暖機切換弁18が蓄電器暖機位置Aに切り換えられ、導出切換弁19がエンジン側導出位置Dに切り換えられ、冷却切換弁23が蓄電器非冷却位置Fに切り換えられるとともに、冷却ポンプ14がOFFに設定される。
 これにより、蓄電器6の暖機運転が行われる。また、要冷却機器の冷却が停止する。
 ステップS13でNOの場合(蓄電器6の温度が設定値1以上である場合)、ステップS13´で旋回電動機7の温度が設定値4よりも高いか否かが判定される。このステップS13´でNOの場合(旋回電動機7の温度が設定値4以下の場合)、蓄電器6の暖機及び要冷却機器の冷却が不要な状況であると判断する。つまり、ステップS16の処理X5において、暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに切り換え、導出切換弁19を機器側導出位置Cに切り換え、冷却切換弁23を蓄電器非冷却位置Fに切り換えるとともに、冷却ポンプ14をOFFとする。
 これにより、流路1に沿った第1の冷媒の流れのみが発生し、流路2、流路2S、及び流路3に沿った冷媒の流れが停止する。これにより、エンジン1の冷却のみが行われる。
 一方、ステップS14´でYESの場合(旋回電動機7の温度が設定値4よりも高い場合)、つまり、蓄電器6の暖機及び要冷却機器の冷却を要する状況では、ステップS17で処理X2が実行される。
 すなわち、暖機切換弁18を蓄電器暖機位置Aに切り換え、導出切換弁19をエンジン側導出位置Dに切り換え、冷却切換弁23を蓄電器非冷却位置Fにセットし、かつ、冷却ポンプ14を作動させる。
 これにより、流路1及び流路2に沿った冷媒の流れが停止する。一方、第2の冷媒は、流路2Sに沿って機器側バイパス回路22を経由して要冷却機器に流れるとともに、第1の冷媒は、流路3に沿って蓄電器温度調整回路13に導入される。その結果、蓄電器6の暖機と要冷却機器の冷却とが並行して行われる。
 すなわち、蓄電器6の暖機を要するとともに要冷却機器の冷却を要する状況において、蓄電器6の暖機と要冷却機器の冷却が並行して行われる。
 前記実施形態によれば、蓄電器6の暖機を優先する回路を構成とした場合と異なり、蓄電器6の暖機中、要冷却機器の冷却がストップし続けて要冷却機器が高温化するのを回避することができる。逆に、要冷却機器の冷却を優先する回路を構成した場合と異なり、要冷却機器の冷却のために蓄電器6の暖機が中断するのを回避することができる。したがって、蓄電器6と要冷却機器の双方を確実に適温に保つことができる。
 なお、ステップS13´でYESの場合、つまり、蓄電器6が適温で旋回電動機7の温度が設定値4よりも高い場合、ステップS18において処理X4が実行される。具体的に、ステップS18では、暖機切換弁18を蓄電器非暖機位置Bに切り換え、導出切換弁19を機器側導出位置Cに切り換え、冷却切換弁23を蓄電器非冷却位置Fに切り換えるとともに、冷却ポンプ14を作動させる。
 これにより、流路2及び流路3に沿った冷媒の流れが停止する。一方、流路1に沿った第1の冷媒の流れが形成されるとともに、流路2Sに沿った第2の冷媒の流れが形成される。これにより、蓄電器6の暖機及び冷却を行わない状態で、エンジン1の冷却と要冷却機器の冷却とを行なうことができる。
 他の実施形態
 (1) 上記両実施形態では、複数の要冷却機器の全てを機器冷却回路12に設けているが、これに限定されない。例えば、複数の要冷却機器を、適温が蓄電器6に近い第1グループと、それ以外の第2グループとに区分し、第1グループのみを機器冷却回路12に設けることができる。
 (2) 上記両実施形態では、尿素水タンク16を暖機または冷却するための回路として蓄電器温度調整回路13を用いているが、これに限定されない。具体的に、尿素水タンク16を暖機または冷却するための別の回路を設けてもよい。
 (3) 上記両実施形態では、第1の冷媒の温度が設定値3よりも高いことが蓄電器6の暖機の条件としたが、これに限定されない。具体的に、温暖地のように第1の冷媒がほぼ常時、蓄電器6の暖機に適した温度となる場合には、この条件を外してもよい。
 (4) 上記両実施形態では、機器冷却回路12の冷却媒体(第2の冷媒)として水を用いたが、水以外の冷却媒体(油等の冷却液や冷媒ガス)を用いてもよい。
 (5) 本発明は、ハイブリッドショベルに限らず、これと同様の機器構成をとる他のハイブリッド建設機械にも適用することができる。
 なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
 すなわち、本発明は、ハイブリッド建設機械であって、動力源としてのエンジンと、上記エンジンの適温よりも低い適温が設定された蓄電器と、電動機及びその制御器を含むとともに上記蓄電器の適温よりも低い適温が設定された要冷却機器と、上記蓄電器を適温に保つための蓄電器温度調整回路と、第1の冷媒によって上記エンジンを冷却するエンジン冷却回路と、上記エンジン冷却回路に設けられ、上記エンジン冷却後の上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する蓄電器暖機位置と、上記第1の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止させる蓄電器非暖機位置との間で切換可能な暖機切換弁と、第2の冷媒によって上記要冷却機器を冷却するとともに、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する状態と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止する状態との間で切換可能な機器冷却回路と、上記蓄電器温度調整回路内の上記第1の冷媒を上記エンジン冷却回路に導出するエンジン側導出位置と、上記蓄電器温度調整回路内の上記第2の冷媒を上記機器冷却回路に導出する機器側導出位置との間で切換可能な導出切換弁と、上記蓄電器の温度を検出する蓄電器温度センサと、上記蓄電器温度センサによって検出された蓄電器の温度に基づいて判断される蓄電器の暖機または冷却の要否に応じて、上記エンジンを冷却した後の上記第1の冷媒または上記第2の冷媒が選択的に上記蓄電器温度調整回路内を流れるように、上記暖機切換弁、上記機器冷却回路、及び上記導出切換弁の作動を制御する制御手段とを備えている、ハイブリッド建設機械を提供する。
 本発明によれば、第1の冷媒または第2の冷媒を選択的に蓄電器温度調整回路に流すことにより、蓄電器を適温に保つことができる。
 具体的に、蓄電器の適温は、エンジンの適温よりも低いため、エンジン冷却後の第1の冷媒は、蓄電器の暖機に利用可能である。一方、蓄電器の適温は、要冷却機器の適温よりも高いため、第2の冷媒は、蓄電器の冷却に利用可能である。本願発明者は、この点に着目し、エンジン冷却回路、機器冷却回路、及び導出切換弁の制御により、第1の冷媒又は第2の冷媒を選択的に蓄電器温度調整回路に流す本発明に想到した。これにより、蓄電器の暖機を要する状況では、第1の冷媒を蓄電器に導く一方、蓄電器の冷却を要する状況では、第2の冷媒を蓄電器に導くことにより、蓄電器を暖機または冷却することができる。
 本発明によれば、蓄電器温度調整回路を暖機用及び冷却用の回路として兼用することができ、かつ、熱交換器は、両冷却回路のものをそのまま利用することができる。
 また、本発明では、第1の冷媒によって蓄電器を暖機する。そのため、低温下で蓄電器に強制的に充放電作用を行わせる特許文献1に記載の技術と異なり、蓄電器の寿命に与える悪影響を低減することができる。
 さらに、本発明では、蓄電器温度センサにより蓄電器の温度を検出し、この蓄電器の温度に応じて暖機と冷却との切換え、または暖機及び冷却の停止を行なう。そのため、蓄電器を確実に適温に保つことができる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記機器冷却回路は、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路内に導入する作動状態と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路内への導入を停止する非作動状態との間で切換可能な冷却ポンプを有し、上記制御手段は、(A)上記蓄電器の暖機を要する状況で、上記暖機切換弁を上記蓄電器暖機位置に設定し、上記冷却ポンプの非作動状態に設定し、及び、上記導出切換弁をエンジン側導出位置に設定し、(B)上記蓄電器の冷却を要する状況で、上記冷却ポンプを作動状態に設定し、上記暖機切換弁を上記蓄電器非暖機位置に設定し、及び、上記導出切換弁を冷却側導出位置に設定することが好ましい。
 この態様では、蓄電器温度調整回路に対する第2の冷媒の供給と供給停止とを切り換える冷却ポンプが設けられている。そのため、暖機切換弁及び冷却ポンプの作動を制御することにより、蓄電器温度調整回路に対して導入される冷媒を選択的に切り換えることができる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記機器側冷却回路は、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する蓄電器冷却位置と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止させる蓄電器非冷却位置との間で切換可能な冷却切換弁を有し、上記制御手段は、(A)上記蓄電器の暖機を要する状況で、上記暖機切換弁を上記蓄電器暖機位置に設定し、上記冷却切換弁を蓄電器非冷却位置に設定し、及び、上記導出切換弁をエンジン側導出位置に設定し、(B)上記蓄電器の冷却を要する状況で、上記冷却切換弁を上記蓄電器冷却位置に設定し、上記暖機切換弁を上記蓄電器非暖機位置に設定し、かつ、上記導出切換弁を機器側導出位置に設定することが好ましい。
 この態様では、蓄電器温度調整回路に対する第2の冷媒の供給と供給停止とを切り換える冷却切換弁が設けられている。そのため、暖機切換弁及び冷却切換弁の作動を制御することにより、蓄電器温度調整回路に対して導入される冷媒を選択的に切り換えることができる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記機器側冷却回路は、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に通さずに上記機器冷却回路のみで循環させるための機器側バイパス回路を有し、上記冷却切換弁は、上記蓄電器冷却位置において上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に送る一方、上記蓄電器非冷却位置において上記第2の冷媒を上記機器側バイパス回路に送ることが好ましい。
 この態様では、蓄電器の暖機運転中に要冷却機器を冷却することができる。
 言い換えれば、蓄電器の暖機を優先する回路を構成した場合と異なり、蓄電器の暖機中、要冷却機器の冷却がストップし続けて要冷却機器が高温化するのを回避することができる。逆に、要冷却機器の冷却を優先する回路を構成した場合と異なり、要冷却機器の冷却のために蓄電器の暖機が中断するのを回避することができる。
 具体的に、上記要冷却機器の温度を検出して上記制御手段に送る機器温度センサをさらに備え、上記機器冷却回路は、上記第2の冷媒を上記冷却切換弁に送る作動状態と、上記冷却切換弁へ上記第2の冷媒を送るのを停止する非作動状態との間で切換可能な冷却ポンプを有し、上記制御手段は、上記蓄電器温度センサ及び上記機器温度センサによって検出された上記蓄電器の温度及び上記要冷却機器の温度に基づいて、上記蓄電器の暖機を要するとともに上記要冷却機器の冷却を要する状況であると判断された場合に、上記蓄電器の暖機と上記要冷却機器の冷却とが並行して行われるように、上記冷却切換弁を上記蓄電器非冷却位置に設定するとともに冷却ポンプを作動させることができる。
 これにより、蓄電器の暖機運転中に要冷却機器の冷却を行なうことができる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記エンジン冷却回路は、上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に通さずに上記エンジン冷却回路のみで循環させるためのエンジン側バイパス回路を有し、上記暖機切換弁は、上記蓄電器暖機位置において上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に送る一方、上記蓄電器非暖機位置において上記第1の冷媒を上記エンジン側バイパス回路に送ることが好ましい。
 この態様では、エンジンの冷却運転中に蓄電器を冷却することができる。
 言い換えれば、蓄電器の冷却を優先する回路を構成した場合と異なり、蓄電器の冷却中、エンジンの冷却がストップし続けてエンジンが高温化するのを回避することができる。逆に、エンジンの冷却を優先する回路を構成した場合と異なり、エンジンの冷却のために蓄電器の冷却が中断するのを回避することができる。
 したがって、上述した暖機切換弁、冷却切換弁、機器側バイパス回路、及び、エンジン側バイパス回路を有する場合に、エンジン、蓄電器、及び要冷却機器の全てを確実に適温に保つことができる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記第1の冷媒の温度を検出する水温センサをさらに備え、上記制御手段は、上記蓄電器の温度が予め設定された温度よりも低く、かつ、上記水温センサにより検出された上記第1の冷媒の温度が予め設定された温度よりも高い場合に、上記蓄電器の暖機を要する状況であると判断することが好ましい。
 この態様では、第1の冷媒の温度が蓄電器の予め設定された温度よりも高い場合に、蓄電器の暖機を要する状況であると判断される。これにより、冬季または寒冷地におけるエンジンの始動直後のように、適切な温度まで上がっていない第1の冷媒を用いて蓄電器の暖機を行なうのを回避することができる。したがって、蓄電器の暖機をより確実に行なうことができる。
 特に、上述のように、蓄電器温度調整回路を通さずに第1の冷媒をエンジン冷却回路のみで循環させるためのエンジン側バイパス回路を備えている場合、第1の冷媒の温度が低い段階から蓄電器を暖機することができる段階へ迅速に移行させることができる。具体的に、適切な温度まで上がっていない第1の冷媒をエンジン冷却回路で循環させることにより、適切な温度まで昇温することができる。
 また、上記態様では、低温の第1の冷媒を蓄電器に送ることにより、蓄電器の温度をさらに低下させてしまうおそれがない。
 そのため、蓄電器の暖機効率が良くなる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記機器冷却回路は、上記第2の冷媒を冷却するための熱交換器を有し、上記要冷却機器は、上記機器冷却回路に複数個設けられ、上記複数の要冷却機器は、その適温の上限値が上記熱交換器の出口側から低い順に並ぶように配置されていることが好ましい。
 この態様では、熱交換器から出た冷却媒体は、適温の上限値の低い要冷却機器から適温の上限値の高い要冷却機器へ向けて順に流れる。そのため、各要冷却機器を適温まで効率良く冷却し、かつ、各要冷却機器を適温に維持することができる。
 上記ハイブリッド建設機械において、上記蓄電器温度調整回路は、上記エンジンの排ガス浄化システムを構成する尿素水タンクを有することが好ましい。
 この態様では、排ガス浄化の促進のために尿素水を用いる場合に、回路構成を簡略化することによりコストダウンを図ることができる。具体的に、従来から、第1の冷媒を尿素水タンクに導入することにより上記尿素水を加温し、尿素水の凍結防止を図ることが行なわれている。ここで、上記態様では、尿素水タンクを蓄電器温度調整回路に設けることにより、別途、尿素水タンク用の加温回路を設けることが不要となる。そのため、回路構成を簡略化しコストダウンすることができる。
 また、蓄電器の適温(例えば10℃~40℃)は、尿素水の適温(例えば0℃~40℃)の範囲内にある。そのため、蓄電器6を適温に調整することにより尿素水も適温に調整することができる。つまり、尿素水の温度を調整するための特別の制御を行なうことなく、上述したエンジン冷却回路、機器冷却回路、及び導出切換弁の切換制御を行なうことにより蓄電器及び尿素水を適温に保持することができる。したがって、尿素水の温度を保持するための制御が容易となる。
 本発明によれば、エンジン、蓄電器及び要冷却機器を適温に保つための回路構成を簡素化及び小形化することができる。
 A 蓄電器暖機位置
 B 蓄電器非暖機位置
 C 機器側導出位置
 D エンジン側導出位置
 E 蓄電器冷却位置
 F 蓄電器非冷却位置
 1 エンジン
 2 発電電動機(要冷却機器)
 6 蓄電器
 7 旋回電動機(要冷却機器)
 8 第1インバータ(要冷却機器)
 9 第2インバータ(要冷却機器)
 11 エンジン冷却回路
 12 機器冷却回路
 13 蓄電器温度調整回路
 14 冷却ポンプ
 15 サブラジエータ(熱交換器)
 16 尿素水タンク
 17 コントローラ(制御手段)
 18 暖機切換弁
 19 導出切換弁
 20 蓄電器温度センサ
 21 水温センサ
 22 機器側バイパス回路
 23 冷却切換弁
 24 電動機温度センサ(機器温度センサ)
 30 エンジン側バイパス回路

Claims (9)

  1.  ハイブリッド建設機械であって、
     動力源としてのエンジンと、
     上記エンジンの適温よりも低い適温が設定された蓄電器と、
     電動機及びその制御器を含むとともに上記蓄電器の適温よりも低い適温が設定された要冷却機器と、
     上記蓄電器を適温に保つための蓄電器温度調整回路と、
     第1の冷媒によって上記エンジンを冷却するエンジン冷却回路と、
     上記エンジン冷却回路に設けられ、上記エンジン冷却後の上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する蓄電器暖機位置と、上記第1の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止させる蓄電器非暖機位置との間で切換可能な暖機切換弁と、
     第2の冷媒によって上記要冷却機器を冷却するとともに、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する状態と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止する状態との間で切換可能な機器冷却回路と、
     上記蓄電器温度調整回路内の上記第1の冷媒を上記エンジン冷却回路に導出するエンジン側導出位置と、上記蓄電器温度調整回路内の上記第2の冷媒を上記機器冷却回路に導出する機器側導出位置との間で切換可能な導出切換弁と、
     上記蓄電器の温度を検出する蓄電器温度センサと、
     上記蓄電器温度センサによって検出された蓄電器の温度に基づいて判断される蓄電器の暖機または冷却の要否に応じて、上記エンジンを冷却した後の上記第1の冷媒または上記第2の冷媒が選択的に上記蓄電器温度調整回路内を流れるように、上記暖機切換弁、上記機器冷却回路、及び上記導出切換弁の作動を制御する制御手段とを備えている、ハイブリッド建設機械。
  2.  上記機器冷却回路は、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路内に導入する作動状態と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路内への導入を停止する非作動状態との間で切換可能な冷却ポンプを有し、
     上記制御手段は、
     (A) 上記蓄電器の暖機を要する状況で、上記暖機切換弁を上記蓄電器暖機位置に設定し、上記冷却ポンプの非作動状態に設定し、及び、上記導出切換弁をエンジン側導出位置に設定し、
     (B) 上記蓄電器の冷却を要する状況で、上記冷却ポンプを作動状態に設定し、上記暖機切換弁を上記蓄電器非暖機位置に設定し、及び、上記導出切換弁を冷却側導出位置に設定する、請求項1に記載のハイブリッド建設機械。
  3.  上記機器側冷却回路は、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に導入する蓄電器冷却位置と、上記第2の冷媒の上記蓄電器温度調整回路への導入を停止させる蓄電器非冷却位置との間で切換可能な冷却切換弁を有し、
     上記制御手段は、
     (A) 上記蓄電器の暖機を要する状況で、上記暖機切換弁を上記蓄電器暖機位置に設定し、上記冷却切換弁を蓄電器非冷却位置に設定し、及び、上記導出切換弁をエンジン側導出位置に設定し、
     (B) 上記蓄電器の冷却を要する状況で、上記冷却切換弁を上記蓄電器冷却位置に設定し、上記暖機切換弁を上記蓄電器非暖機位置に設定し、かつ、上記導出切換弁を機器側導出位置に設定する、請求項1に記載のハイブリッド建設機械。
  4.  上記機器側冷却回路は、上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に通さずに上記機器冷却回路のみで循環させるための機器側バイパス回路を有し、
     上記冷却切換弁は、上記蓄電器冷却位置において上記第2の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に送る一方、上記蓄電器非冷却位置において上記第2の冷媒を上記機器側バイパス回路に送る、請求項3に記載のハイブリッド建設機械。
  5.  上記要冷却機器の温度を検出して上記制御手段に送る機器温度センサをさらに備え、
     上記機器冷却回路は、上記第2の冷媒を上記冷却切換弁に送る作動状態と、上記冷却切換弁へ上記第2の冷媒を送るのを停止する非作動状態との間で切換可能な冷却ポンプを有し、
     上記制御手段は、上記蓄電器温度センサ及び上記機器温度センサによって検出された上記蓄電器の温度及び上記要冷却機器の温度に基づいて、上記蓄電器の暖機を要するとともに上記要冷却機器の冷却を要する状況であると判断された場合に、上記蓄電器の暖機と上記要冷却機器の冷却とが並行して行われるように、上記冷却切換弁を上記蓄電器非冷却位置に設定するとともに冷却ポンプを作動させる、請求項4に記載のハイブリッド建設機械。
  6.  上記エンジン冷却回路は、上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に通さずに上記エンジン冷却回路のみで循環させるためのエンジン側バイパス回路を有し、
     上記暖機切換弁は、上記蓄電器暖機位置において上記第1の冷媒を上記蓄電器温度調整回路に送る一方、上記蓄電器非暖機位置において上記第1の冷媒を上記エンジン側バイパス回路に送る、請求項1~5の何れか1項に記載のハイブリッド建設機械。
  7.  上記第1の冷媒の温度を検出する水温センサをさらに備え、
     上記制御手段は、上記蓄電器の温度が予め設定された温度よりも低く、かつ、上記水温センサにより検出された上記第1の冷媒の温度が予め設定された温度よりも高い場合に、上記蓄電器の暖機を要する状況であると判断する、請求項1~6の何れか1項に記載のハイブリッド建設機械。
  8.  上記機器冷却回路は、上記第2の冷媒を冷却するための熱交換器を有し、
     上記要冷却機器は、上記機器冷却回路に複数個設けられ、
     上記複数の要冷却機器は、その適温の上限値が上記熱交換器の出口側から低い順に並ぶように配置されている、請求項1~7の何れか1項に記載のハイブリッド建設機械。
  9.  上記蓄電器温度調整回路は、上記エンジンの排ガス浄化システムを構成する尿素水タンクを有する、請求項1~8の何れか1項に記載のハイブリッド建設機械。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130319352A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Method for lowering the air temperature of an engine compartment of a vehicle

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5585488B2 (ja) * 2011-02-17 2014-09-10 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械の動力源装置
JP6019956B2 (ja) * 2012-09-06 2016-11-02 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械の動力制御装置
EP2752330B1 (en) * 2013-01-04 2018-03-07 Visedo Oy A mobile working machine with intermediate circuit voltage control
JP6064753B2 (ja) * 2013-04-05 2017-01-25 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
WO2015031662A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Autonomous Tractor Corporation Hybrid electric drive system and method
JP6201679B2 (ja) * 2013-11-22 2017-09-27 コベルコ建機株式会社 建設機械
JP5962686B2 (ja) 2014-01-30 2016-08-03 コベルコ建機株式会社 建設機械の電装品冷却構造
WO2015133625A1 (ja) * 2014-03-06 2015-09-11 住友建機株式会社 ショベル
KR102273523B1 (ko) * 2014-03-06 2021-07-05 스미토모 겐키 가부시키가이샤 쇼벨
JP6112667B2 (ja) * 2014-04-03 2017-04-12 日立建機株式会社 ハイブリッド式作業機
JP6075338B2 (ja) 2014-07-15 2017-02-08 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械
JP6469381B2 (ja) 2014-07-28 2019-02-13 日立建機株式会社 ハイブリッド式作業機
KR101610519B1 (ko) * 2014-10-07 2016-04-20 현대자동차주식회사 Hev차량의 냉각시스템 및 그 제어방법
KR101592789B1 (ko) * 2014-11-26 2016-02-05 현대자동차주식회사 Hev차량의 냉각시스템 및 그 제어방법
KR101655577B1 (ko) * 2014-11-26 2016-09-07 현대자동차주식회사 하이브리드 냉각시스템 및 방법
JP6488759B2 (ja) * 2015-02-26 2019-03-27 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械
US20160318409A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 Atieva, Inc. EV Muti-Mode Thermal Control System
US9844995B2 (en) 2015-04-28 2017-12-19 Atieva, Inc. EV muti-mode thermal control system
CN106183786B (zh) * 2015-04-29 2020-11-03 舍弗勒技术股份两合公司 用于混合动力系统的冷却循环系统、汽车
KR101786670B1 (ko) * 2015-12-10 2017-10-18 현대자동차 주식회사 차량용 냉각 시스템
JP6587538B2 (ja) * 2015-12-25 2019-10-09 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械
JP6471133B2 (ja) * 2016-10-25 2019-02-13 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP6894814B2 (ja) 2017-09-21 2021-06-30 日立建機株式会社 ハイブリッド式作業機械
JP2020153115A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 住友建機株式会社 ショベル
NL2029510B1 (en) * 2021-10-26 2023-05-23 Hudson I P B V Modular Mobile Work Apparatus
WO2024090038A1 (ja) * 2022-10-28 2024-05-02 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004169464A (ja) * 2002-11-21 2004-06-17 Komatsu Ltd 建設機械
WO2008015798A1 (fr) 2006-08-02 2008-02-07 Komatsu Ltd. Véhicule hybride
JP2010127271A (ja) 2008-12-01 2010-06-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド式建設機械の暖機方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2440369A (en) * 1944-07-29 1948-04-27 Texas Co Automotive battery heating system
JPH05131848A (ja) * 1991-11-15 1993-05-28 Toyota Motor Corp ハイブリツド車の駆動システム制御装置
US5291960A (en) * 1992-11-30 1994-03-08 Ford Motor Company Hybrid electric vehicle regenerative braking energy recovery system
JP3451141B2 (ja) * 1994-11-14 2003-09-29 本田技研工業株式会社 バッテリ温度調節装置
JP3817844B2 (ja) * 1997-07-04 2006-09-06 日産自動車株式会社 ハイブリッド型電気自動車の冷却装置
US7147071B2 (en) * 2004-02-04 2006-12-12 Battelle Energy Alliance, Llc Thermal management systems and methods
JP2000274240A (ja) * 1999-03-23 2000-10-03 Isuzu Motors Ltd ハイブリッド車両用冷却装置
US6148910A (en) * 1999-04-20 2000-11-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Battery heating system
US6357541B1 (en) * 1999-06-07 2002-03-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Circulation apparatus for coolant in vehicle
US6394210B2 (en) * 1999-06-07 2002-05-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Temperature controller for vehicular battery
US6321697B1 (en) * 1999-06-07 2001-11-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling apparatus for vehicular engine
US6575258B1 (en) * 1999-12-21 2003-06-10 Steven Lynn Clemmer Electric current and controlled heat co-generation system for a hybrid electric vehicle
JP3616005B2 (ja) * 2000-12-20 2005-02-02 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の冷却装置
DE10220775A1 (de) * 2002-05-10 2003-11-20 Bosch Gmbh Robert Anordnung und Verfahren zur Verbesserung der Ladefähigkeit der Batterie eines Kraftfahrzeugs
US20040069546A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-15 Zheng Lou Hybrid electrical vehicle powertrain thermal control
US20060001399A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-05 Lembit Salasoo High temperature battery system for hybrid locomotive and offhighway vehicles
US7451808B2 (en) * 2004-09-17 2008-11-18 Behr Gmbh & Co. Exchanging device for motor vehicles
US7427156B2 (en) * 2004-12-20 2008-09-23 Odyne Corporation Thermally managed battery enclosure for electric and hybrid electric vehicles
JP2008121659A (ja) * 2006-10-20 2008-05-29 Kobelco Contstruction Machinery Ltd ハイブリッド作業機械
DE102007005391A1 (de) * 2007-02-03 2008-08-07 Behr Gmbh & Co. Kg Kühleranordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
US20080202741A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Daewoong Lee Battery cooling device for vehicles and control method thereof
JP4609567B2 (ja) * 2008-10-29 2011-01-12 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械
CN102216198B (zh) * 2008-11-18 2014-09-10 住友重机械工业株式会社 工作机械
JP2010143454A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Denso Corp ハイブリッド車両の駆動制御装置と走行計画作成装置および車両の走行経路推定装置
JP5401992B2 (ja) * 2009-01-06 2014-01-29 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械の動力源装置
JP5396882B2 (ja) * 2009-01-23 2014-01-22 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械の電動機冷却装置
US8742701B2 (en) * 2010-12-20 2014-06-03 Cummins Inc. System, method, and apparatus for integrated hybrid power system thermal management

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004169464A (ja) * 2002-11-21 2004-06-17 Komatsu Ltd 建設機械
WO2008015798A1 (fr) 2006-08-02 2008-02-07 Komatsu Ltd. Véhicule hybride
JP2010127271A (ja) 2008-12-01 2010-06-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド式建設機械の暖機方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130319352A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Method for lowering the air temperature of an engine compartment of a vehicle

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