(57)【要約】【課題】複数の機器をより効率的に冷却することが可能なショベルを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るショベルは、電気駆動系に関する冷却対象の複数の機器に冷媒を循環させる冷却回路９０を備え、冷却回路９０には、複数の機器のうちの旋回駆動装置４０を冷媒が迂回可能な迂回路（冷却水路９３Ａ２）が設けられる。例えば、迂回路（冷却水路９３Ａ２）は、主経路（冷却水路９３Ａ）からの冷媒の流入を許容しつつ、旋回駆動装置４０の流量が所定の必要流量を満足するように圧力を調整する。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象の複数の機器に冷媒を循環させる冷却回路を備え、
前記冷却回路には、前記複数の機器のうちの少なくとも一つを冷媒が迂回可能な迂回路が設けられる、
ショベル。
【請求項２】
前記迂回路は、主経路からの冷媒の流入を許容しつつ、前記複数の機器のうちの迂回対象の機器を通過する流量が所定の必要流量を満足するように圧力を調整する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記迂回路は、主経路よりも流路断面積が小さい、
請求項１又は２に記載のショベル。
【請求項４】
前記迂回路は、圧力調整機構を有する、
請求項１又は２に記載のショベル。
【請求項５】
前記迂回路は、前記複数の機器のうちの相対的に圧力損失が高い機器、及び、相対的に必要流量が少ない機器の少なくとも一方を冷媒が迂回するように設定される、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のショベル。
【請求項６】
前記迂回路は、前記複数の機器のうちの２以上の機器を迂回する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のショベル。
【請求項７】
前記複数の機器には、上部旋回体を旋回駆動する旋回用電動機を含む旋回駆動装置が含まれ、
前記迂回路は、前記旋回駆動装置を迂回するように設定される、
請求項１乃至６の何れか一項に記載のショベル。
【請求項８】
前記迂回路は、迂回対象の機器のうちの最上流の機器の入口に取り付けられる分岐部と、前記迂回対象の機器のうちの最下流の機器の出口に取り付けられる合流部との間を接続するように設定される、
請求項１乃至７の何れか一項に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の機器（例えば、電動機、インバータ、コンバータ等）を冷却する冷却回路が知られている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２２８１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の機器を一つの冷却回路で冷却する場合、例えば、最も高い冷却性能が要求される機器に合わせて、冷却回路の仕様等が決定される可能性がある。そのため、例えば、相対的に要求される冷却性能が低い機器に対して必要以上の流量が供給されることにより、冷却系の圧力損失を増加させ、結果として、高出力のウォータポンプが必要になる等、コスト上昇を招く可能性がある。
【０００５】
そこで、上記課題に鑑み、複数の機器をより効率的に冷却することが可能なショベルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
冷却対象の複数の機器に冷媒を循環させる冷却回路を備え、
前記冷却回路には、前記複数の機器のうちの少なくとも一つを冷媒が迂回可能な迂回路が設けられる、
ショベルが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上述の実施形態によれば、複数の機器をより効率的に冷却することが可能なショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係るショベルの側面図である。
【図２】一実施形態に係るショベルの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図３Ａ】冷却回路の一例を示す図である。
【図３Ｂ】冷却回路の他の例を示す図である。
【図４Ａ】冷却回路のレイアウトの具体例を説明する図である。
【図４Ｂ】冷却回路のレイアウトの具体例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１０】
［ショベルの概要］
まず、図１を参照して、作業機械の一例としてのショベルの概要を説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るショベルの一例を示す側面図である。
【００１２】
本実施形態に係るショベルは、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回可能に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、作業装置としてのブーム４、アーム５、及びバケット６と、オペレータが搭乗するキャビン１０を備える。
【００１３】
下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ（図２参照）で油圧駆動されることにより、自走する。
【００１４】
上部旋回体３は、後述する旋回用電動機２１（図２参照）により電気駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。
【００１５】
ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９により油圧駆動される。
【００１６】
キャビン１０は、上部旋回体３の前部左側に搭載され、その内部には、オペレータが着座する操縦席や後述する操作装置２６等が設けられる。
【００１７】
［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２を参照して、本実施形態に係るショベルの構成について説明する。
【００１８】
図２は、本実施形態に係るショベルの駆動系を中心とする構成の一例を示すブロック図である。
【００１９】
尚、図中にて、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは細い実線でそれぞれ示される。
【００２０】
＜ショベルの油圧駆動系＞
本実施形態に係るショベルの油圧駆動系は、エンジン１１と、電動発電機１２と、減速機１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７を含む。また、本実施形態に係る油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等を含む。
【００２１】
尚、電動発電機１２については、ショベルの電気駆動系の説明部分で詳述する。
【００２２】
エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、上部旋回体３の後部に搭載される。エンジン１１は、後述するエンジンコントローラ（ＥＣＭ：Engine Control Module）３０Ｃの制御下で、所定の目標回転数で定回転する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、減速機１３を介してメインポンプ１４、パイロットポンプ１５を駆動する。また、エンジン１１は、減速機１３を介して電動発電機１２を駆動し、電動発電機１２に発電させる。
【００２３】
減速機１３は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、エンジン１１及び後述する電動発電機１２が接続される２つの入力軸と、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が直列に同軸接続される１つの出力軸を有する。減速機１３は、エンジン１１及び電動発電機１２の動力を所定の減速比でメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５に伝達することができる。また、減速機１３は、エンジン１１の動力を所定の減速比で、電動発電機１２とメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５とに分配して伝達することができる。
【００２４】
メインポンプ１４は、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ライン１６を通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、エンジン１１、或いは、エンジン１１及び電動発電機１２により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、後述するショベルコントローラ３０Ａの制御下で、レギュレータ（不図示）が斜板の角度（傾転角）を制御する。これにより、メインポンプ１４は、ピストンのストローク長を調整し、吐出流量（吐出圧）を制御することができる。
【００２５】
コントロールバルブ１７は、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータによる操作装置２６に対する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ライン１６を介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ１Ａ（右用），１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９に供給可能に構成される。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の油圧制御弁（方向切換弁）を含むバルブユニットである。
【００２６】
＜ショベルの電気駆動系＞
本実施形態に係るショベルの電気駆動系は、油圧駆動系をアシストする構成要素として、電動発電機１２と、電流センサ１２ｓ１と、電圧センサ１２ｓ２と、減速機１３と、インバータ１８Ａを含む。また、本実施形態に係るショベルの電気駆動系は、被駆動要素（具体的には、上部旋回体３）の電気駆動に関する構成要素として、旋回駆動装置４０と、電流センサ２１ｓと、インバータ１８Ｂを含む。
【００２７】
電動発電機１２は、油圧駆動系に対するアシスト動力源であり、上部旋回体３の後部に搭載される。電動発電機１２は、例えば、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータである。電動発電機１２は、インバータ１８Ａを介してキャパシタ１９を含む蓄電系１２０や旋回用電動機２１と接続される。電動発電機１２は、インバータ１８Ａを介してキャパシタ１９や旋回用電動機２１から供給される三相交流電力で力行運転し、エンジン１１をアシストする態様で、減速機１３を介してメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。また、電動発電機１２は、エンジン１１により駆動されることにより発電運転を行い、発電電力をキャパシタ１９や旋回用電動機２１に供給することができる。電動発電機１２の力行運転と発電運転との切替制御は、後述するハイブリッドコントローラ（以下、「ＨＢコントローラ」）３０Ｂの制御下で、インバータ１８Ａにより実現されてよい。
【００２８】
電流センサ１２ｓ１は、電動発電機１２の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のそれぞれの電流を検出する。電流センサ１２ｓ１は、例えば、電動発電機１２とインバータ１８Ａの間の電力経路に設けられる。電流センサ１２ｓ１により検出される旋回用電動機２１の三相それぞれの電流に対応する検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを通じて、直接的に、インバータ１８Ａに取り込まれる。また、当該検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ等の車載ネットワークを通じて、ＨＢコントローラ３０Ｂに取り込まれ、ＨＢコントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ａに入力されてもよい。
【００２９】
電圧センサ１２ｓ２は、電動発電機１２の三相のそれぞれの印加電圧を検出する。電圧センサ１２ｓ２は、例えば、電動発電機１２とインバータ１８Ａの間の電力経路に設けられる。電圧センサ１２ｓ２により検出される旋回用電動機２１の三相それぞれの印加電圧に対応する検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ等の車載ネットワークを通じて、直接的に、インバータ１８Ａに取り込まれる。また、当該検出信号は、一対一の通信線や車載ネットワークを通じて、ＨＢコントローラ３０Ｂに取り込まれ、ＨＢコントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ａに入力されてもよい。
【００３０】
インバータ１８Ａは、ＨＢコントローラ３０Ｂの制御下で、電動発電機１２を駆動制御する。インバータ１８Ａは、例えば、直流電力を三相交流電力に変換したり、三相交流電力を直流電力に変換する変換回路と、変換回路をスイッチ駆動する駆動回路と、駆動回路の動作を規定する制御信号（例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を出力する制御回路を含む。
【００３１】
インバータ１８Ａの制御回路は、電動発電機１２の動作状態を把握しながら、電動発電機１２の駆動制御を行う。例えば、インバータ１８Ａの制御回路は、電動発電機１２の回転状態を検出するセンサ（例えば、エンコーダやレゾルバ等）の検出信号に基づき、電動発電機１２の動作状態を把握する。また、インバータ１８Ａの制御回路は、電流センサ１２ｓ１及び電圧センサ１２ｓ２の検出信号に基づき、逐次、電動発電機１２の回転軸の回転角等を推定することにより、電動発電機１２の動作状態を把握してもよい。例えば、当該制御回路は、例えば、既知の拡張誘起電圧（ＥＥＦＭ：Extended Electromotive Force）モデルに基づき、電動発電機１２の回転軸の回転角や回転速度等を推定する。そして、当該制御回路は、逐次導出される回転角や回転速度の推定値に基づき、電動発電機１２の動作状態を把握しながら、電動発電機１２の駆動制御（以下、「センサレス制御」）を行ってよい。これにより、電動発電機１２には、回転角や回転位置を検出する所定のセンサ（例えば、ロータリエンコーダ等）が設けられる必要が無い。そのため、メカニカルなセンサを削減することができ、ショベルのコストを抑制することができると共に、センサの汚れ等による検出不良を抑制することができる。
【００３２】
尚、インバータ１８Ａの制御回路は、センサレス制御が適用される場合、電圧センサ１２ｓ２による電動発電機１２の印加電圧の検出値の代わりに、ＨＢコントローラ３０Ｂから入力される、或いは、自身が制御の過程で生成する電動発電機１２の電圧指令値を用いて、電動発電機１２の回転軸の回転角等を推定してもよい。この場合、電圧センサ１２ｓ２は、省略されうる。また、インバータ１８Ａの駆動回路及び制御回路の少なくとも一方は、インバータ１８Ａの外部（例えば、ＨＢコントローラ３０Ｂ）に設けられてもよい。
【００３３】
旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１と、レゾルバ２２と、メカニカルブレーキ２３と、旋回減速機２４を含む。旋回駆動装置４０は、上部旋回体３に搭載され、旋回用電動機２１の動力で、旋回機構２を介して、上部旋回体３を駆動する。
【００３４】
旋回用電動機２１は、ＨＢコントローラ３０Ｂ及びインバータ１８Ｂの制御下で、上部旋回体３を旋回駆動する力行運転、及び回生電力を発生させて上部旋回体３を旋回制動する回生運転を行う。旋回用電動機２１は、インバータ１８Ｂを介して蓄電系１２０に接続され、インバータ１８Ｂを介してキャパシタ１９や電動発電機１２から供給される三相交流電力により駆動される。また、旋回用電動機２１は、インバータ１８Ｂを介して、回生電力をキャパシタ１９や電動発電機１２に供給する。これにより、回生電力で、キャパシタ１９を充電したり、電動発電機１２を駆動したりすることができる。旋回用電動機２１の力行運転と回生運転との切替制御は、ＨＢコントローラ３０Ｂの制御下で、インバータ１８Ｂにより実現されてよい。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。
【００３５】
レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転位置（回転角）や回転速度等を検出する。レゾルバ２２により検出された回転角等に対応する検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ等の車載ネットワーク等を通じて、直接的に、インバータ１８Ｂに取り込まれてよい。また、当該検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ等の車載ネットワークを通じて、ＨＢコントローラ３０Ｂに取り込まれ、ＨＢコントローラ３０Ｂ経由でインバータ１８Ｂに入力されてもよい。
【００３６】
メカニカルブレーキ２３は、ＨＢコントローラ３０Ｂの制御下で、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａに対して、機械的に制動力を発生させる。これにより、メカニカルブレーキ２３は、上部旋回体３の旋回制動を行ったり、上部旋回体３の停止状態を維持させたりすることができる。
【００３７】
旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａと接続され、旋回用電動機２１の出力（トルク）を所定の減速比で減速させることにより、トルクを増大させて、上部旋回体３を旋回駆動する。即ち、力行運転の際、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して、上部旋回体３（旋回機構２）を旋回駆動する。また、旋回減速機２４は、上部旋回体３の慣性回転力を増速させて旋回用電動機２１に伝達し、回生電力を発生させる。即ち、回生運転の際、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して伝達される上部旋回体３の慣性回転力により回生発電を行い、上部旋回体３を旋回制動する。
【００３８】
電流センサ２１ｓは、旋回用電動機２１の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のそれぞれの電流を検出する。電流センサ２１ｓは、例えば、旋回用電動機２１とインバータ１８Ｂの間の電力経路に設けられる。電流センサ２１ｓにより検出される、旋回用電動機２１の三相それぞれの電流に対応する検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ等の車載ネットワークを通じて、直接的に、インバータ１８Ｂに取り込まれてよい。また、当該検出信号は、一対一の通信線やＣＡＮ等の車載ネットワークを通じて、ＨＢコントローラ３０Ｂに取り込まれ、ＨＢコントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ｂに入力されてもよい。
【００３９】
インバータ１８Ｂは、ＨＢコントローラ３０Ｂの制御下で、旋回用電動機２１を駆動制御する。インバータ１８Ｂは、例えば、直流電力を三相交流電力に変換したり、三相交流電力を直流電力に変換する変換回路と、変換回路をスイッチ駆動する駆動回路と、駆動回路の動作を規定する制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）を出力する制御回路を含む。
【００４０】
具体的には、インバータ１８Ｂの制御回路は、電流センサ２１ｓ及びレゾルバ２２の検出信号に基づき、旋回用電動機２１に関する速度フィードバック制御及びトルクフィードバック制御を行う。
【００４１】
尚、インバータ１８Ｂの駆動回路及び制御回路の少なくとも一方は、インバータ１８Ｂの外部に設けられてもよい。
【００４２】
＜ショベルの蓄電系＞
本実施形態に係るショベルの蓄電系１２０は、キャパシタ１９と、昇降圧コンバータ１００と、ＤＣバス１１０を含む。蓄電系１２０は、例えば、電気駆動系のインバータ１８Ａ，１８Ｂ等と共に、上部旋回体３の右側前部に搭載される。
【００４３】
キャパシタ１９は、電動発電機１２や旋回用電動機２１に電力を供給すると共に、電動発電機１２や旋回用電動機２１の発電電力を充電する蓄電装置の一例である。また、キャパシタ１９と昇降圧コンバータ１００を含む負荷側のメイン回路との間を遮断するリレー（以下、「遮断リレー」）が設けられる。これにより、キャパシタ１９は、ショベルの停止時やショベルの異常時（例えば、転倒等の事故発生時）に、ＨＢコントローラ３０Ｂによる制御下で、メイン回路と切り離される。そのため、オペレータの不在時の異常や、オペレータの在席時の異常に起因して、キャパシタ１９に非常に大きな短絡電流が流れるような事態を抑制することができる。遮断リレーは、例えば、キャパシタ１９と昇降圧コンバータ１００との間の正極側及び負極側の双方の電力経路に設けられる。
【００４４】
昇降圧コンバータ１００は、キャパシタ１９の電力を昇圧し、ＤＣバス１１０に出力したり、ＤＣバス１１０に供給される電力を降圧し、キャパシタ１９に蓄電させたりする。昇降圧コンバータ１００は、電動発電機１２及び旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣバス１１０の電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える。昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス１１０の電圧検出値、キャパシタ１９の電圧検出値、及びキャパシタ１９の電流検出値に基づき、ＨＢコントローラ３０Ｂにより実現されてよい。
【００４５】
ＤＣバス１１０は、インバータ１８Ａ，１８Ｂと昇降圧コンバータ１００との間に設けられ、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間での電力の授受を制御する。
【００４６】
＜ショベルの操作系＞
また、本実施形態に係るショベルの操作系は、パイロットポンプ１５、操作装置２６、圧力センサ２９等を含む。
【００４７】
パイロットポンプ１５は、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットライン２５を介して操作装置２６にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、エンジン１１、或いはエンジン１１及び電動発電機１２により駆動される。
【００４８】
操作装置２６は、例えば、レバー２６Ａ，２６Ｂと、ペダル２６Ｃを含む。操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータがそれぞれの被駆動要素（例えば、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、それぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ（例えば、走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）や電動アクチュエータ（旋回用電動機２１等）の操作を行うための操作入力手段である。操作装置２６（レバー２６Ａ，２６Ｂ、及びペダル２６Ｃ）は、二次側の油圧ライン２７を介して、コントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット信号（パイロット圧）が入力される。そのため、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じて、各油圧アクチュエータを駆動することができる。また、操作装置２６は、その二次側の油圧ライン２８を介して圧力センサ２９に接続される。
【００４９】
尚、操作装置２６は、電気式であってもよい。この場合、操作装置２６の操作内容（例えば、操作方向や操作量等）を表す電気信号は、制御装置３０（例えば、ショベルコントローラ３０Ａ）に入力される。そして、制御装置３０（ショベルコントローラ３０Ａ）は、電気信号の内容、つまり、操作装置２６の操作内容に応じて、コントロールバルブ１７にパイロットラインを介して接続される比例弁を制御する。これにより、当該比例弁から操作装置２６の操作内容に応じたパイロット圧を入力され、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じて、各油圧アクチュエータを駆動することができる。
【００５０】
圧力センサ２９は、上述の如く、油圧ライン２８を介して操作装置２６と接続され、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６における各動作要素の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。圧力センサ２９は、ショベルコントローラ３０Ａに接続され、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じた圧力信号（圧力検出値）は、ショベルコントローラ３０Ａに取り込まれる。
【００５１】
尚、操作装置２６が電気式である場合、圧力センサ２９は、省略される。操作装置２６の操作状態は、操作装置２６から電気信号として直接的に制御装置３０（ショベルコントローラ３０Ａ）に入力されるからである。
【００５２】
＜ショベルの制御系＞
本実施形態に係るショベルの制御系は、制御装置３０を含む。
【００５３】
制御装置３０は、ショベルコントローラ３０Ａと、ＨＢコントローラ３０Ｂと、エンジンコントローラ３０Ｃを含む。
【００５４】
ショベルコントローラ３０Ａ、ＨＢコントローラ３０Ｂ、及びエンジンコントローラ３０Ｃ等は、それぞれの機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、ショベルコントローラ３０Ａ、ＨＢコントローラ３０Ｂ、及びエンジンコントローラ３０Ｃ等は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置（主記憶装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置と、インタフェース装置等を含むマイクロコンピュータを中心に構成されてよい。
【００５５】
ショベルコントローラ３０Ａは、ＨＢコントローラ３０Ｂ及びエンジンコントローラ３０Ｃを含む各種コントローラと連携し、ショベルの駆動制御を行う。例えば、ショベルコントローラ３０Ａは、ＨＢコントローラ３０Ｂ及びエンジンコントローラ３０Ｃ等の各種コントローラとの双方向通信に基づき、ショベル全体（具体的には、ショベルに搭載される各種機器）の動作を統合的に制御してよい。
【００５６】
ＨＢコントローラ３０Ｂは、ショベルコントローラ３０Ａから入力される各種情報（例えば、操作装置２６の操作状態に対応する圧力センサ２９の検出値を含む制御指令等）に基づき、電気駆動系の駆動制御を行う。例えば、ＨＢコントローラ３０Ｂは、圧力センサ２９により検出される、操作装置２６の操作状態に対応する検出値に基づき、インバータ１８Ａを駆動し、電動発電機１２の運転状態（力行運転及び発電運転）の切替制御を行う。また、例えば、ＨＢコントローラ３０Ｂは、圧力センサ２９により検出される、操作装置２６の操作状態に対応する検出値に基づき、インバータ１８Ｂを駆動し、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転及び回生運転）の切替制御を行う。また、例えば、ＨＢコントローラ３０Ｂは、圧力センサ２９により検出される、操作装置２６の操作状態に対応する検出値に基づき、昇降圧コンバータ１００を駆動し、昇降圧コンバータ１００の昇圧運転と降圧運転、換言すれば、キャパシタ１９の放電状態と充電状態との切替制御を行う。
【００５７】
エンジンコントローラ３０Ｃは、ショベルコントローラ３０Ａから入力される各種情報（例えば、エンジン１１の設定回転数やエンジン１１の設定回転数に対応するショベルの運転モード等を含む制御指令）に基づき、エンジン１１の駆動制御を行う。具体的には、エンジンコントローラ３０Ｃは、制御対象のエンジン１１の燃料噴射装置やエンジン１１を始動させるためのスタータモータ等のアクチュエータに制御指令を出力することで、エンジン１１の駆動制御を実現する。
【００５８】
［電気駆動系に関する機器の冷却回路］
次に、図３（図３Ａ、図３Ｂ）を参照して、ショベルの電気駆動系に関する機器の冷却回路９０について説明する。
【００５９】
尚、ショベルには、冷却回路９０の他、エンジン１１の冷却回路が搭載されるが、説明を省略する。
【００６０】
図３Ａ、図３Ｂは、それぞれ、ショベルの電気駆動系に関する冷却回路９０の一例及び他の例を示す図である。
【００６１】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、冷却回路９０は、電気駆動系に関する複数の機器を冷却対象とし、ラジエータ９１で冷却される冷却水（冷媒の一例）をウォータポンプ９２で循環させる。具体的には、冷却回路９０は、旋回駆動装置４０、キャパシタ１９、インバータ１８Ａ，１８Ｂ、昇降圧コンバータ１００、電動発電機１２、及び減速機１３を冷却する。
【００６２】
尚、本例では、インバータ１８Ａ，１８Ｂは、一つの筐体に収容され、インバータ１８を構成する。
【００６３】
冷却回路９０は、ラジエータ９１と、ウォータポンプ９２と、冷却水路９３Ａ，９３Ａ１，９３Ａ２，９３Ｂ１，９３Ｂ，９３Ｃ，９３Ｃ１，９３Ｃ２，９３Ｄ，９３Ｄ１，９３Ｄ２，９３Ｅ，９３Ｆを含む。以下、冷却水路９３Ａ，９３Ａ１，９３Ａ２，９３Ｂ１，９３Ｂ，９３Ｃ，９３Ｃ１，９３Ｃ２，９３Ｄ，９３Ｄ１，９３Ｄ２，９３Ｅ，９３Ｆを包括的に冷却水路９３と称する場合がある。
【００６４】
ラジエータ９１は、冷媒を冷却する熱交換器である。ラジエータ９１は、例えば、上部旋回体３の後部左側に搭載される（図４Ａ参照）。
【００６５】
ウォータポンプ９２は、上部旋回体３に搭載されるバッテリ（例えば、鉛バッテリ）の電力で作動し、冷却回路９０内で冷媒を循環させる。具体的には、ウォータポンプ９２は、冷却水路９３を通じてラジエータ９１と接続され、ラジエータ９１により冷却された冷媒を吸入し、下流側の冷却水路９３Ａに吐出する。ウォータポンプ９２は、例えば、上部旋回体３の後部左側に、ラジエータ９１と隣接する態様で搭載される（図４Ａ参照）。
【００６６】
冷却水路９３Ａは、冷却水路９３Ａ１，９３Ａ２に分岐される。
【００６７】
冷却水路９３Ａ１は、旋回用電動機２１を含む旋回駆動装置４０（冷却対象の機器の一例）に接続される。
【００６８】
冷却水路９３Ａ１を通じて旋回駆動装置４０に供給される冷却水は、旋回駆動装置４０内に配設される冷却水路を通過し、旋回駆動装置４０を冷却した後、旋回駆動装置４０の下流側に接続される冷却水路９３Ｂ１に流出する。
【００６９】
冷却水路９３Ａ２（迂回路の一例）は、冷却水路９３Ａから分岐し、冷却水が旋回駆動装置４０を迂回可能なように、旋回駆動装置４０の下流側の冷却水路９３Ｂに接続される。これにより、冷却水の一部は、冷却水路９３Ａ２を通過することができるため、冷却回路９０における旋回駆動装置４０の部分（図中の点線部分）を通過する冷却水の圧力損失を低減することができる。また、冷却水の一部は、冷却水路９３Ａ２を通過することができるため、冷却水全体としての温度上昇を抑制することができる。そのため、ウォータポンプ９２の小型化（低出力化）やラジエータ９１の小型化を図り、ショベルのコストを抑制することができる。このとき、"迂回"とは、迂回対象の機器（本例の場合、旋回駆動装置４０）を冷却水が通過することなく、冷却回路９０の下流側に通流することを意味する。また、"迂回"とは、迂回対象の機器（旋回駆動装置４０）に接続する主経路（本例では、冷却水路９３Ａ）から分岐する経路であって、冷却対象の存在しない経路（本例では、冷却水路９３Ａ２）を冷却水が通流することを意味する。また、"迂回"とは、迂回対象の機器（旋回駆動装置４０）を通過する場合に対する冷却水の通過距離の長短を意味しない。
【００７０】
具体的には、冷却水路９３Ａ２は、冷却水路９３Ａ（主経路の一例）からの冷却水の流入を許容しつつ、旋回駆動装置４０を通過する流量が所定の必要流量を満足するように圧力を調整する。必要流量とは、冷却対象の機器を適切に冷却させるために必要な最低限の流量であり、冷却対象の機器ごとに予め規定される。これにより、旋回駆動装置４０の必要流量を満足させつつ、冷却回路９０における旋回駆動装置４０の部分を通過する冷却水の圧力損失を低減させることができる。
【００７１】
例えば、冷却水路９３Ａ２は、冷却水路９３Ａから冷却水路９３Ａ１を通じて旋回駆動装置４０に流入する冷却水の流量が必要流量を満足しつつ、一部の冷却水が冷却水路９３Ａ２を通じて旋回駆動装置４０を迂回するように、流路断面積や長さが適宜設定される。具体的には、冷却水路９３Ａ２は、冷却水路９３Ａよりも流路断面積が相対的に小さくなるように設定されてよい。これにより、冷却水が冷却水路９３Ａ２に流入しにくくなるため、冷却水路９３Ａ１に流入する冷却水の必要流量を確保することができる。
【００７２】
また、冷却水路９３Ａ２には、図３Ｂに示すように、絞り弁９４（圧力調整機構の一例）が設置されてもよい。これにより、絞り弁９４の作用で、冷却水路９３Ａから冷却水路９３Ａ１を通じて旋回駆動装置４０に流入する冷却水の必要流量を満足させつつ、一部の冷却水が冷却水路９３Ａ２を通じて旋回駆動装置４０を迂回させることができる。絞り弁９４は、絞り開度が固定されていてもよいし、絞り開度が可変される態様であってもよい。後者の場合、制御装置３０（例えば、ＨＢコントローラ３０Ｂ）は、旋回駆動装置４０の冷却水の流量をモニタリングしながら、絞り弁９４の絞り開度を制御してよい。これにより、旋回駆動装置４０に流入する冷却水の必要流量を満足させつつ、より多くの冷却水を冷却水路９３Ａ２に流入させ、冷却回路９０における旋回駆動装置４０の部分の圧力損失をより低減させることができる。
【００７３】
冷却水路９３Ａ２及び冷却水路９３Ｂ１は、冷却水路９３Ｂに合流し、冷却水路９３Ｂは、キャパシタ１９（冷却対象の機器の一例）に接続される。
【００７４】
冷却水路９３Ｂを通じてキャパシタ１９に供給される冷却水は、キャパシタ１９内に配設される冷却水路を通過し、キャパシタ１９を冷却した後、キャパシタ１９の下流側に接続される冷却水路９３Ｃに流出する。
【００７５】
冷却水路９３Ｃは、冷却水路９３Ｃ１，９３Ｃ２に分岐する。
【００７６】
冷却水路９３Ｃ１は、インバータ１８（冷却対象の機器の一例）に接続され、冷却水路９３Ｃ２は、昇降圧コンバータ１００（冷却対象の機器の一例）に接続される。つまり、インバータ１８及び昇降圧コンバータ１００は、冷却回路９０において、並列接続される。
【００７７】
冷却水路９３Ｃ１を通じてインバータ１８に供給される冷却水は、インバータ１８内に配設される冷却水路を通過し、インバータ１８Ａ，１８Ｂを冷却した後、インバータ１８の下流側に接続される冷却水路９３Ｄ１に流出する。
【００７８】
冷却水路９３Ｃ２を通じて昇降圧コンバータ１００に供給される冷却水は、昇降圧コンバータ１００内に配設される冷却水路を通過し、昇降圧コンバータ１００を冷却した後、昇降圧コンバータ１００の下流側に接続される冷却水路９３Ｄ２に流出する。
【００７９】
冷却水路９３Ｄ１，９３Ｄ２は、冷却水路９３Ｄに合流し、冷却水路９３Ｄは、電動発電機１２（冷却対象の機器の一例）に接続される。
【００８０】
冷却水路９３Ｄを通じて電動発電機１２に供給される冷却水は、電動発電機１２内に配設される冷却水路を通過し、電動発電機１２を冷却した後、電動発電機１２の下流側に接続される冷却水路９３Ｅに流出する。
【００８１】
冷却水路９３Ｅは、減速機１３（冷却対象の機器の一例）に接続される。
【００８２】
冷却水路９３Ｅから減速機１３に供給される冷却水は、減速機１３内に配設される冷却水路を通過し、減速機１３を冷却した後、減速機１３の下流側に接続される冷却水路９３Ｆに流出する。
【００８３】
冷却水路９３Ｆは、ラジエータ９１に接続される。複数の冷却対象を冷却することにより温度が上昇した冷却水は、ラジエータ９１で冷却され、冷却水路９３Ｇを通じて、ウォータポンプ９２に供給される。これにより、冷却回路９０は、冷却水を循環させながら、継続的に、複数の冷却対象を冷却することができる。
【００８４】
また、本例では、冷却水路９３Ａ２に代えて、或いは、加えて、冷却回路９０の他の冷却対象の機器を冷却水が迂回可能な冷却水路（以下、冷却水路９３Ａ２と併せて、「迂回路」と総称する）が設けられてもよい。
【００８５】
例えば、迂回路は、インバータ１８を迂回可能に設けられてもよい。この場合、迂回路は、冷却水が冷却水路９３Ｃ１から分岐し、冷却水路９３Ｄ１に合流する態様で設けられる。
【００８６】
迂回路が設定される対象の機器は、例えば、冷却回路９０の冷却対象の複数の機器のうちの相対的に圧力損失が高い機器である。これにより、上述の如く、一部の冷却水が、相対的に圧力損失が高い機器を迂回することができるため、冷却回路９０全体の圧力損失を効率的に低減することができる。そのため、ウォータポンプ９２を更に低出力化させ、ショベルのコストを更に抑制することができる。換言すれば、冷却回路９０の冷却対象の複数の機器の中にボトルネックになりうる相対的に圧力損失が高い機器がある場合であっても、適宜迂回路を設けることにより、ウォータポンプ９２の出力やサイズを最適化させることができる。
【００８７】
また、迂回路が設定される対象の機器は、例えば、冷却回路９０の冷却対象の複数の機器のうちの相対的に必要流量が小さい（少ない）機器である。これにより、より多くの冷却水が当該機器を冷却することなく、迂回することができるため、より効率的に冷却水の温度上昇を抑制することができる。そのため、ラジエータ９１を更に小型化させ、ショベルのコストを更に抑制することができる。換言すれば、冷却回路９０の冷却対象の複数の機器のそれぞれの必要流量が大きく異なっている場合であっても、迂回路を適宜設けることにより、ラジエータ９１のサイズを最適化させることができる。
【００８８】
つまり、迂回路が設定される対象の機器は、冷却回路９０の冷却対象の複数の機器のうちの相対的に圧力損失が高い機器、及び相対的に必要流量が小さい（少ない）機器の少なくとも一方であってよい。
【００８９】
また、迂回路は、冷却回路９０の冷却対象の一つの機器だけでなく、二以上の機器を迂回可能な態様で設定されてもよい。
【００９０】
例えば、冷却水路９３Ａ２は、旋回駆動装置４０だけでなく、キャパシタ１９を迂回可能に設けられてもよい。この場合、冷却水路９３Ａ２は、冷却水路９３Ｂではなく、冷却水路９３Ｃに合流する態様で設定されてよい。
【００９１】
また、迂回路は、並列接続されるインバータ１８及び昇降圧コンバータの双方を迂回可能に設けられてもよい。この場合、迂回路は、冷却水が冷却水路９３Ｃから分岐し、冷却水路９３Ｄに合流する態様で設定されてよい。
【００９２】
尚、本例では、冷却回路９０において、冷却対象の一部の機器（インバータ１８及び昇降圧コンバータ１００）が並列接続されるが、全ての機器が直列接続されてもよいし、全ての機器が並列接続されてもよい。
【００９３】
［冷却回路のレイアウトの具体例］
次に、図４（図４Ａ、図４Ｂ）を参照して、冷却回路９０のレイアウトについて具体的に説明する。
【００９４】
図４Ａ、図４Ｂは、冷却回路９０のレイアウトの具体例を説明する図である。具体的には、図４Ａは、上部旋回体３における冷却回路９０のレイアウトの一例を示す上面図である。図４Ｂは、旋回駆動装置４０を冷却水が迂回するための冷却水路９３Ａ２（迂回路）のレイアウトの一例を示す斜視図である。
【００９５】
図４Ａに示すように、ラジエータ９１、ウォータポンプ９２、及び冷却対象の複数の機器は、直接或いは所定の部品（例えば、ブラケットや他の機器等）を介して、上部旋回体３の底部を構成する旋回フレーム３Ｆに取り付けられる。
【００９６】
ラジエータ９１及びウォータポンプ９２は、上部旋回体３の後部左側に搭載される。ラジエータ９１で冷却された冷却水は、冷却水路９３Ｇを通じてウォータポンプ９２に吸い込まれ、ウォータポンプ９２から冷却水路９３Ａに吐出される。
【００９７】
冷却水路９３Ｇは、例えば、ラジエータ９１の冷却水の出口に設けられる管と、ウォータポンプ９２の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。
【００９８】
冷却水路９３Ａは、例えば、ウォータポンプ９２の冷却水の出口に設けられる管と、旋回駆動装置４０の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。冷却水路９３Ａは、ウォータポンプ９２が搭載される上部旋回体３の後部左側の部分と、旋回駆動装置４０が搭載される上部旋回体３の旋回軸付近、つまり、上部旋回体３の前後左右の中央部との間に延設される。
【００９９】
冷却水路９３Ｂは、例えば、旋回駆動装置４０の冷却水の出口に設けられる管と、キャパシタ１９の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。冷却水路９３Ｂに相当するホースは、旋回駆動装置４０が搭載される上部旋回体３の前後左右の中央部と、キャパシタ１９が搭載される上部旋回体３の前部右側の部分との間に延設される。
【０１００】
冷却水路９３Ｃは、例えば、キャパシタ１９の後端部の冷却水の出口に設けられる分岐部である。分岐部には、冷却水路９３Ｃ１，９３Ｃ２に相当する二つのホースが接続される。
【０１０１】
冷却水路９３Ｃ１は、例えば、冷却水路９３Ｃに相当する分岐部と、キャパシタ１９の上で且つ左端に設置されるインバータ１８の後端部の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。
【０１０２】
冷却水路９３Ｃ２は、例えば、冷却水路９３Ｃに相当する分岐部と、キャパシタ１９の上で且つ左右の中央に設置される昇降圧コンバータ１００の後端部の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。
【０１０３】
冷却水路９３Ｄ１は、例えば、インバータ１８の冷却水の出口に設けられる合流部である。
【０１０４】
冷却水路９３Ｄ２は、例えば、昇降圧コンバータ１００の冷却水の出口の管と、昇降圧コンバータ１００の左側に隣接するインバータ１８の後端部に位置する、冷却水路９３Ｄ１に相当する合流部との間を接続するホースである。
【０１０５】
冷却水路９３Ｄは、例えば、インバータ１８の後端部に位置する、冷却水路９３Ｄ１に相当する合流部と、電動発電機１２の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。冷却水路９３Ｄに相当するホースは、インバータ１８及び昇降圧コンバータ１００が搭載される上部旋回体３の前部右側の部分と、電動発電機１２が搭載される上部旋回体３の後部右側の部分との間に延設される。
【０１０６】
冷却水路９３Ｅは、例えば、電動発電機１２の冷却水の出口に設けられる管と、電動発電機１２に隣接する減速機１３の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。
【０１０７】
冷却水路９３Ｅは、例えば、減速機１３の冷却水の出口に設けられる管と、ラジエータ９１の冷却水の入口に設けられる管との間を接続するホースである。冷却水路９３Ｅに相当するホースは、減速機１３が搭載される上部旋回体３の後部右側の部分と、ラジエータ９１が搭載される上部旋回体３の後部左側の部分との間に延設される。
【０１０８】
図４Ｂに示すように、旋回駆動装置４０の冷却水の入口には、冷却水路９３Ａ１に相当する金属製のＬ字管（分岐部の一例）が接続され、冷却水路９３Ａに相当するホースが接続されている。また、Ｌ字管には、分岐用の管が設置され、冷却水路９３Ａ２（迂回路）に相当するホースの一端が接続される。
【０１０９】
また、旋回駆動装置４０の冷却水の出口には、冷却水路９３Ｂ１に相当するＬ字管（合流部の一例）が接続され、冷却水路９３Ｂに相当するホースが接続されている。また、Ｌ字管には、合流用の管が設置され、冷却水路９３Ａ２に相当するホースの他端が接続される。
【０１１０】
例えば、ウォータポンプ９２と旋回駆動装置４０との間を接続するホースの途中から冷却水路９３Ａ２（迂回路）が分岐する構成の場合、ホースの途中に分岐部を設ける必要が生じ、結果として、分岐部に相当する部品と分岐部の上流側及び下流側の双方に接続される２本のホースが必要となる。同様に、旋回駆動装置４０とキャパシタ１９との間を接続するホースの途中に冷却水路９３Ａ２（迂回路）が合流する構成の場合、ホースの途中に合流部を設ける必要が生じ、結果として、合流部に相当する部品と分岐部の上流側及び下流側の双方に接続される２本のホースが必要となる。
【０１１１】
これに対して、本例では、冷却水路９３Ａ２の迂回対象の機器（旋回駆動装置４０）の入口及び出口のそれぞれに分岐部及び合流部に相当する部品を設定する。これにより、迂回対象の機器に冷却水路９３に相当するホースを接続するための部品を迂回路の分岐部及び合流部として兼用できる。そのため、分岐部及び合流部に相当する部品を更に追加したり、冷却水路９３に相当するホースが分割されて２本になったりするような事態が抑制される。よって、部品点数の増加を抑制し、ショベルのコストを抑制することができる。
【０１１２】
尚、冷却回路９０において、迂回路は、上述の如く、直列接続される二以上の機器を迂回可能に設けられてもよい。この場合、分岐部は、迂回対象の二以上の機器のうちの最上流の機器の入口に設けられ、合流部は、迂回対象の二以上の機器のうちの最下流の機器の出口に設けられてよい。
【０１１３】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１４】
例えば、上述した実施形態では、冷却回路９０は、冷媒としての冷却水（クーラント）を循環させるが他の液体（例えば、油）を循環させてもよい。
【０１１５】
また、上述した実施形態及び変形例では、冷却回路９０は、冷媒として液体を循環させるが、気体を循環させてもよい。
【０１１６】
また、上述した実施形態及び変形例では、ショベルの冷却回路９０について説明したが、同様の構成（迂回路）は、複数の冷却対象の機器を冷却する冷却回路を有する他の作業機械（例えば、ハイブリッド式のクローラクレーン、ホイルローダ等）に適用されてもよい。また、同様の構成は、複数の冷却対象の機器を冷却する冷却回路を有する任意の対象（例えば、ハイブリッド自動車や電動自動車等）に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１２  電動発電機（機器）
１３  減速機（機器）
１８  インバータ（機器）
１９  キャパシタ（機器）
２１  旋回用電動機
４０  旋回駆動装置（機器）
９０  冷却回路
９１  ラジエータ
９２  ウォータポンプ
９３  冷却水路
９３Ａ  冷却水路（主経路）
９３Ａ２  冷却水路（迂回路）
９４  絞り弁（圧力調整機構）
１００  昇降圧コンバータ（機器）
【図１】
2020153115.tif 000003
【図２】
2020153115.tif 000004
【図３Ａ】
2020153115.tif 000005
【図３Ｂ】
2020153115.tif 000006
【図４Ａ】
2020153115.tif 000007
【図４Ｂ】
2020153115.tif 000008