(57)【要約】【課題】温度が上昇する部分をより適切に温度管理できるショベルを提供すること。【解決手段】本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３と、ブーム４、アーム５、及びエンドアタッチメント６で構成されるアタッチメントと、上部旋回体３に搭載されるエンジン１１と、エンジン１１をアシスト可能な電動発電機１２と、上部旋回体３に搭載される蓄電系１２０と、電動発電機１２及び蓄電系１２０からの電力で駆動される旋回用電動機２１と、温度検出部Ｓ１〜Ｓ６と、制御装置３０と、を有する。制御装置３０は、温度検出部Ｓ１〜Ｓ６が検出する電動発電機１２に関する温度、蓄電系１２０に関する温度及び旋回用電動機２１に関する温度のうちの少なくとも１つが所定の温度を上回った場合に制御モードを切り替える。【選択図】図２
2018035670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントで構成されるアタッチメントと、
前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、
前記エンジンに連結された電動発電機と、
前記上部旋回体に搭載される蓄電系と、
前記蓄電系及び前記電動発電機からの電力が供給されるＤＣバスと、
前記ＤＣバスに接続された電動機器と、
冷却液を循環させてインバータ、前記蓄電系、及び前記電動機器を冷却する冷却系と、
前記インバータ、前記蓄電系、及び前記電動機器のそれぞれの温度を取得する温度検出部と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記温度検出部が取得する温度のうちの少なくとも１つが所定の温度を上回った場合に制御モードを切り替え、切り替え前に比べて熱が抑制され易い制御モードにする、
ショベル。
【請求項２】
前記電動発電機及び前記蓄電系からの電力で駆動される旋回用電動機を有し、
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する温度のそれぞれから導き出した旋回出力制限値のうち最も厳しい旋回出力制限値を用いて前記旋回用電動機の出力を制御する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する温度のそれぞれに関して温度と旋回出力制限値との関係を表す対応マップを有し、該対応マップを参照して旋回出力制限値を導き出す、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記対応マップのそれぞれは、温度が所定温度を超えた場合に旋回出力制限値が所定の傾きで減少する傾向を示し、
前記対応マップのそれぞれにおける前記傾きは互いに異なる、
請求項３に記載のショベル。
【請求項５】
前記旋回用電動機に関する温度は、前記旋回用電動機に接続されるインバータの温度を含み、
前記インバータの温度に関する対応マップにおける前記傾きは、他の対応マップにおける前記傾きよりも小さい、
請求項４に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する温度のそれぞれに基づいて旋回出力制限が行われるおそれがあるか否かを判定し、該温度の何れかに基づいて旋回出力制限が行われるおそれがあると判定した場合に旋回出力制限予告を通知する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記冷却系は、冷却回路内で冷却液を循環させて少なくとも１つの電気機器と蓄電器とを含む複数の冷却対象を冷却し、
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する前記複数の冷却対象の何れかの温度が所定の対応する閾値に達した場合に前記冷却液の循環を開始させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する前記複数の冷却対象のそれぞれの温度が所定の対応する閾値を下回った場合に前記冷却液の循環を停止させる、
請求項７に記載のショベル。
【請求項９】
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する前記複数の冷却対象のそれぞれの温度にかからわず、エンジン始動時に所定時間にわたって前記冷却液を循環させる、
請求項７に記載のショベル。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記冷却液の循環を停止させた後、所定時間が経過した場合に、前記冷却液の循環を開始させる、
請求項７に記載のショベル。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記冷却液の循環を開始させた後、所定時間が経過した場合に、前記冷却液の循環を停止させる、
請求項７に記載のショベル。
【請求項１２】
複数の熱源を含む電気機器と、
前記複数の熱源の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出部と、
前記複数の熱源に接する冷却管内で冷却液を循環させて前記電気機器を冷却する冷却系と、を有し、
前記制御装置は、所定の作動継続時間にわたる前記冷却系の作動による前記冷却液の循環と所定の停止継続時間にわたる前記冷却系の停止による前記冷却液の循環停止とを繰り返し、
前記所定の作動継続時間は、前記所定の停止継続時間よりも短い、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１３】
前記雰囲気温度検出部は、前記電気機器の筐体内の雰囲気温度を検出し、
前記制御装置は、前記雰囲気温度検出部によって検出される雰囲気温度が所定温度に達した場合に、前記電気機器の動きを制限し或いは停止させる、
請求項１２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、冷却系を備えるショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
上部旋回体を旋回させるための旋回機構の動力源として電動駆動装置部と油圧駆動装置部とを併用するハイブリッド式ショベルの運転制御方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この運転制御方法は、上部旋回体を旋回させる際に電動駆動装置部を構成する蓄電装置、インバータ／コンバータユニット、及びモータ部の何れかの温度が所定値を上回った場合に、油圧駆動装置部へのトルク指令値に対する電動駆動装置部へのトルク指令値の比率を引き下げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５２３３９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、上述の運転制御方法は、何れかの温度が所定値を上回った場合にトルク指令値の比率を引き下げるのみであり、温度が上昇する部分の温度管理を適切に行っているとはいえない。
【０００５】
上述に鑑み、温度が上昇する部分をより適切に温度管理できるショベルを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントで構成されるアタッチメントと、前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、前記エンジンをアシスト可能な電動発電機と、前記上部旋回体に搭載される蓄電系と、前記電動発電機及び前記蓄電系からの電力で駆動される旋回用電動機と、温度検出部と、制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記温度検出部が検出する前記電動発電機に関する温度、前記蓄電系に関する温度、及び前記旋回用電動機に関する温度のうちの少なくとも１つが所定の温度を上回った場合に制御モードを切り替える。
【発明の効果】
【０００７】
上述の手段により、温度が上昇する部分をより適切に温度管理できるショベルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ハイブリッド式ショベルの側面図である。
【図２】図１のハイブリッド式ショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。
【図３】蓄電系の構成を示すブロック図である。
【図４】蓄電系の回路図である。
【図５】コントローラの概略図である。
【図６】コントローラの構成例を示す機能ブロック図である。
【図７】旋回出力制御部の制御内容を説明する概念図である。
【図８】温度センサの検出値と旋回出力制限値との関係を表す対応マップである。
【図９】電動発電機温度が高温側制限開始温度と停止温度との間で上下に変動する際の第１旋回出力制限値の推移を説明する図である。
【図１０Ａ】通知部の制御内容を説明する図である。
【図１０Ｂ】通知部の制御内容を説明する図である。
【図１０Ｃ】通知部の制御内容を説明する図である。
【図１１】冷却系の構成例を示す図である。
【図１２】冷却液ポンプの作動条件の説明図である。
【図１３】冷却液ポンプの停止条件の説明図である。
【図１４】冷却系の冷却対象の一つであるインバータの内部の概略図である。
【図１５】インバータの筐体内の雰囲気温度とＩＰＭ温度の時間的推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明が適用されるハイブリッド式ショベルを示す側面図である。ハイブリッド式ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの１例である掘削アタッチメントを構成し、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によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。
【００１０】
図２は、本発明の実施例に係るハイブリッド式ショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示されている。
【００１１】
機械式駆動部としてのエンジン１１と、アシスト駆動部としての電動発電機１２は、変速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続されている。変速機１３の出力軸には、油圧ポンプとしてメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されている。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。
【００１２】
メインポンプ１４は、ショベルにおける油圧駆動系の構成要素であり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００１３】
コントロールバルブ１７は、ハイブリッド式ショベルにおける油圧系の制御を行う油圧制御装置である。油圧アクチュエータとしての右側走行用油圧モータ１Ｒ、左側走行用油圧モータ１Ｌ、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は、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。
【００１４】
電動発電機１２には、電動発電機制御部としてのインバータ１８を介して、蓄電器としてのキャパシタを含む蓄電系１２０が接続される。また、蓄電系１２０には、電動発電機制御部としてのインバータ２０を介して電動作業要素としての旋回用電動機２１が接続されている。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、及び旋回変速機２４が接続される。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。旋回用電動機２１と、インバータ２０と、レゾルバ２２と、メカニカルブレーキ２３と、旋回変速機２４とで負荷駆動系が構成される。
【００１５】
操作装置２６は、レバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、ペダル２６Ｃを含む。レバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、及びペダル２６Ｃは、油圧ライン２７及び２８を介して、コントロールバルブ１７及び圧力センサ２９にそれぞれ接続される。
【００１６】
圧力センサ２９は、操作装置２６の操作内容を圧力の形で検出するセンサであり、検出値をコントローラ３０に対して出力する。また、エンジンセンサ２９Ａは、エンジン１１の吸気温度、エンジン回転数等のエンジン１１に関するデータを検出するセンサであり、検出値をコントローラ３０に対して出力する。
【００１７】
温度検出部としての温度センサＳ１〜Ｓ６は、例えばサーミスタで構成され、各検出値をコントローラ３０に対して出力する。具体的には、温度センサＳ１は、電動発電機１２の温度（電動発電機温度）を検出する。また、温度センサＳ２は、インバータ１８の温度（第１インバータ温度）を検出する。また、温度センサＳ３は、旋回用電動機２１の温度（旋回用電動機温度）を検出する。また、温度センサＳ４は、インバータ２０の温度（第２インバータ温度）を検出する。また、温度センサＳ５は、蓄電系１２０に含まれる昇降圧コンバータ１００の温度（コンバータ温度）を検出する。また、温度センサＳ６は、蓄電系１２０に含まれるキャパシタ１９の温度（キャパシタ温度）を検出する。例えば、電動発電機１２及び旋回用電動機２１の温度を測定する温度センサＳ１、Ｓ３では、発熱源であるステータ部にサーミスタが取り付けられる。また、キャパシタ１９の温度を測定する温度センサＳ６では、発熱源であるキャパシタセルの電極にサーミスタが取り付けられる。なお、インバータ１８、インバータ２０、昇降圧コンバータ１００の温度を測定する温度センサＳ２、Ｓ４、Ｓ５では、ＩＰＭ等の発熱源にサーミスタを直接的に取り付けずに、各装置の筐体内の雰囲気温度を検出するようにサーミスタが取り付けられてもよい。
【００１８】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う制御装置である。本実施例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、内部メモリに格納されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより各種機能を実現する。
【００１９】
例えば、コントローラ３０は、圧力センサ２９、エンジンセンサ２９Ａ、温度センサＳ１〜Ｓ６等からの検出値を受けて各種演算を実行し、エンジン１１、メインポンプ１４、インバータ１８、２０、出力部５０、冷却系７０、蓄電系１２０等に各種指令を出力する。
【００２０】
出力部５０は、ショベルの操作者に対して各種情報を出力するための装置である。本実施例では、出力部５０は、キャビン１０内に設置される液晶ディスプレイ及びスピーカを含み、ショベルの運転状態を操作者に知らせる。
【００２１】
冷却系７０は、冷却回路内で冷却液を循環させて少なくとも１つの電気機器と蓄電器とを含む複数の冷却対象を冷却するシステムである。本実施例では、冷却系７０は、電動発電機１２、変速機１３、インバータ１８、キャパシタ１９、インバータ２０、旋回用電動機２１、コントローラ３０、及び昇降圧コンバータ１００を冷却する。
【００２２】
図３は蓄電系１２０の構成を示すブロック図である。蓄電系１２０は、第１の蓄電器としてのキャパシタ１９と、昇降圧コンバータ１００と、バスライン（第２の蓄電器）としてのＤＣバス１１０とを含む。なお、第１の蓄電器は、電力を充放電可能な装置であり、例えば、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池等を含む。
【００２３】
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制御を行う。なお、ＤＣバス１１０の電圧は、ＤＣバス電圧検出部１１１によって検出される。ＤＣバス１１０は、インバータ１８及び２０と昇降圧コンバータ１００との間に配設されており、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行う。また、昇降圧コンバータ１００にも、昇降圧コンバータ１００の温度を検出するための温度検出部としての温度センサＳ５が設けられている。なお、温度センサＳ５及び温度センサＳ６は、例えばサーミスタで構成され、各検出値をコントローラ３０に対して出力する。また、キャパシタ１９の温度は、キャパシタ１９の冷却に用いられる冷却水の温度を検出することで間接的に検出されてもよい。また、キャパシタ１９の温度に影響する冷却水以外の他の熱媒体の温度を検出することで間接的に検出されてもよい。
【００２４】
なお、温度センサＳ５、温度センサＳ６、ＤＣバス電圧検出部１１１、キャパシタ電圧検出部１１２、キャパシタ電流検出部１１３は、検出値をコントローラ３０に対して出力する。
【００２５】
コントローラ３０は、圧力センサ２９から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。この場合、圧力センサ２９から供給される信号は、旋回機構２を旋回させるために操作装置２６を操作した場合の操作量を表す信号に相当する。
【００２６】
コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（電動（アシスト）運転又は発電運転の切り替え）を行うとともに、昇降圧制御部としての昇降圧コンバータ１００を駆動制御することによるキャパシタ１９の充放電制御を行う。コントローラ３０は、キャパシタ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（アシスト運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づいて、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタ１９の充放電制御を行う。
【００２７】
この昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧検出部１１１によって検出されるＤＣバス電圧値、キャパシタ電圧検出部１１２によって検出されるキャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流検出部１１３によって検出されるキャパシタ電流値に基づいて行われる。
【００２８】
以上のような構成において、アシストモータである電動発電機１２が発電した電力は、インバータ１８を介して蓄電系１２０のＤＣバス１１０に供給された後、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に供給され、或いは、インバータ２０を介して旋回用電動機２１に供給され得る。また、旋回用電動機２１が回生運転して生成した回生電力は、インバータ２０を介して蓄電系１２０のＤＣバス１１０に供給された後、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に供給され、或いは、インバータ１８を介して電動発電機１２に供給され得る。また、キャパシタ１９に蓄積された電力は、昇降圧コンバータ１００及びＤＣバス１１０を介して電動発電機１２及び旋回用電動機２１の少なくとも一方に供給され得る。
【００２９】
図４は、蓄電系１２０の回路図である。昇降圧コンバータ１００は、リアクトル１０１、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ、降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂ、キャパシタ１９を接続するための電源接続端子１０４、インバータ１８、２０を接続するための一対の出力端子１０６、及び、一対の出力端子１０６に並列に挿入される平滑用のコンデンサ１０７を備える。昇降圧コンバータ１００の一対の出力端子１０６とインバータ１８、２０との間は、ＤＣバス１１０によって接続される。
【００３０】
リアクトル１０１の一端は昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂの中間点に接続され、他端は電源接続端子１０４に接続される。リアクトル１０１は、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａのオン／オフに伴って生じる誘導起電力をＤＣバス１１０に供給するために設けられている。
【００３１】
昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂは、コントローラ３０により、ゲート端子にＰＷＭ電圧が印加されることによって駆動される。昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂには、整流素子であるダイオード１０２ａ及び１０２ｂが並列接続される。
【００３２】
キャパシタ１９は、昇降圧コンバータ１００を介してＤＣバス１１０との間で電力の授受が行えるように、充放電可能な蓄電器であればよい。なお、図４には、蓄電器としてキャパシタ１９を示すが、キャパシタ１９の代わりに、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池、リチウムイオンキャパシタ、又は、電力の授受が可能なその他の形態の電源が蓄電器として用いられてもよい。
【００３３】
電源接続端子１０４及び出力端子１０６は、キャパシタ１９及びインバータ１８、２０が接続可能な端子であればよい。一対の電源接続端子１０４の間には、キャパシタ電圧を検出するキャパシタ電圧検出部１１２が接続される。一対の出力端子１０６の間には、ＤＣバス電圧を検出するＤＣバス電圧検出部１１１が接続される。
【００３４】
キャパシタ電圧検出部１１２は、キャパシタ１９の電圧値(vbat_det)を検出する。ＤＣバス電圧検出部１１１は、ＤＣバス１１０の電圧（以下、ＤＣバス電圧：vdc_det）を検出する。平滑用のコンデンサ１０７は、出力端子１０６の正極端子と負極端子との間に挿入され、ＤＣバス電圧を平滑化するための蓄電素子である。この平滑用のコンデンサ１０７によって、ＤＣバス１１０の電圧は予め定められた電圧に維持されている。キャパシタ電流検出部１１３は、キャパシタ１９に流れる電流の値を検出する検出手段であり、電流検出用の抵抗器を含む。すなわち、キャパシタ電流検出部１１３は、キャパシタ１９に流れる電流値(ibat_det)を検出する。
【００３５】
次に、図５を参照し、コントローラ３０の概略について説明する。本実施例では、コントローラ３０は制御モード切替部３０Ｆを有する。制御モード切替部３０Ｆは、温度検出部としての温度センサＳ１〜Ｓ６のそれぞれの出力に基づいてショベルの制御モードを切り替える。例えば、制御モード切替部３０Ｆは、電動発電機温度、第１インバータ温度、旋回用電動機温度、第２インバータ温度、昇降圧コンバータ温度、及びキャパシタ温度を監視し、これらの温度のうちの少なくとも１つが所定の温度を上回った場合にショベルの制御モードを切り替える。例えば、制御モード切替部３０Ｆは、旋回用電動機２１の動きを制限しない通常旋回モードを、旋回用電動機２１の出力を制限する旋回制限モードに切り替える。或いは、制御モード切替部３０Ｆは、冷却系７０を構成する冷却液ポンプの作動を停止させる冷却液ポンプ停止モードを、冷却液ポンプを作動させる冷却液ポンプ作動モードに切り替える。
【００３６】
また、制御モード切替部３０Ｆは、制御モードを切り替えた後で、電動発電機温度、第１インバータ温度、旋回用電動機温度、第２インバータ温度、昇降圧コンバータ温度、及びキャパシタ温度の全てが所定の温度以下となった場合にショベルの制御モードを元に戻してもよい。例えば、制御モード切替部３０Ｆは、旋回制限モードを通常旋回モードに切り替えてもよい。或いは、制御モード切替部３０Ｆは、冷却液ポンプ作動モードを冷却液ポンプ停止モードに切り替えてもよい。
【００３７】
図６は、コントローラ３０が旋回用電動機２１の駆動制御を行う際に用いられる機能要素を示す。なお、本実施例では、コントローラ３０は、主に、旋回制御部３０Ａ及び旋回制限制御部３０Ｂを有する。
【００３８】
旋回制御部３０Ａは、速度指令生成部３１、減算器３２、ＰＩ制御部３３、トルク制限部３４、減算器３５、ＰＩ制御部３６、電流変換部３７、旋回動作検出部３８、及びＰＷＭ信号生成部４０を有する。
【００３９】
速度指令生成部３１は、圧力センサ２９から入力される電気信号に基づいて速度指令値を生成する。また、速度指令生成部３１は、旋回制限制御部３０Ｂから入力される速度指令リミット値を用いて速度指令値を速度指令リミット値以下に制限する。具体的には、生成した速度指令値が速度指令リミット値以上であれば速度指令リミット値を速度指令値として採用し、生成した速度指令値が速度指令リミット値未満であればその速度指令値をそのまま採用する。そして、速度指令生成部３１は、採用した速度指令値を減算器３２に対して出力する。
【００４０】
減算器３２は、速度指令値と旋回速度の現在値との偏差をＰＩ制御部３３に対して出力する。旋回速度の現在値は、例えば旋回動作検出部３８が算出する値である。なお、旋回動作検出部３８は、旋回用電動機２１の回転位置の変化に基づいて旋回速度値を算出し、減算器３２に出力する。また、旋回用電動機２１の回転位置の変化は、レゾルバ２２によって検出される。
【００４１】
ＰＩ制御部３３は、減算器３２から入力される偏差に基づいてＰＩ制御を実行する。具体的には、ＰＩ制御部３３は、旋回速度の現在値が速度指令値に近づくようにトルク電流指令値を生成する。そして、ＰＩ制御部３３は、生成したトルク電流指令値をトルク制限部３４に対して出力する。
【００４２】
トルク制限部３４は、旋回制限制御部３０Ｂから入力されるトルクリミット値を用いて、ＰＩ制御部３３から入力されるトルク電流指令値をトルクリミット値以下に制限する。具体的には、トルク電流指令値がトルクリミット値以上であればトルクリミット値をトルク電流指令値として採用し、トルク電流指令値がトルクリミット値未満であればそのトルク電流指令値をそのまま採用する。そして、トルク制限部３４は、採用したトルク電流指令値を減算器３５に対して出力する。
【００４３】
減算器３５は、トルク電流指令値とトルク電流の現在値との偏差をＰＩ制御部３６に対して出力する。トルク電流の現在値は、例えば電流変換部３７が算出する値である。なお、電流変換部３７は、旋回用電動機２１を流れるモータ駆動電流の値を検出し、検出したモータ駆動電流の値をトルク電流指令値と比較可能な値に変換して減算器３５に出力する。
【００４４】
ＰＩ制御部３６は、減算器３５から入力される偏差に基づいてＰＩ制御を実行する。具体的には、ＰＩ制御部３６は、トルク電流の現在値がトルク電流指令値に近づくようにインバータ２０を駆動するための駆動指令値を生成する。そして、ＰＩ制御部３６は、生成した駆動指令値をＰＷＭ信号生成部４０に対して出力する。
【００４５】
ＰＷＭ信号生成部４０は、ＰＩ制御部３６から入力される駆動指令値に基づいて、インバータ２０のトランジスタをスイッチング制御するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をインバータ２０に対して出力する。
【００４６】
旋回制限制御部３０Ｂは、制御モード切替部３０Ｆの一例であり、主に、旋回出力制御部４１及び通知部４２を有する。
【００４７】
旋回出力制御部４１は、旋回用電動機２１に関連する構成要素（以下、「旋回関連構成要素」とする。）の温度に応じて旋回用電動機２１の出力を制御する機能要素である。本実施例では、旋回関連構成要素は、電動発電機１２、インバータ１８、旋回用電動機２１、インバータ２０、昇降圧コンバータ１００、及びキャパシタ１９等の高電圧部品を含む。また、旋回関連構成要素の温度は、電動発電機１２に関する温度、蓄電系１２０に関する温度、及び旋回用電動機２１に関する温度を含む。また、電動発電機１２に関する温度は、電動発電機１２の温度及びインバータ１８の温度を含み、蓄電系１２０に関する温度は、キャパシタ１９の温度及び昇降圧コンバータ１００の温度を含み、旋回用電動機２１に関する温度は、旋回用電動機２１の温度及びインバータ２０の温度を含む。
【００４８】
また、旋回出力制御部４１は、温度センサＳ１〜Ｓ６のそれぞれの検出値に基づいて導き出される旋回出力制限値を用いて旋回用電動機２１の出力を制御する。旋回出力制限値は、旋回用電動機２１の出力を制限するために用いる値であり、例えば、速度指令生成部３１に対する速度指令リミット値、速度指令生成部３１に対する最大速度リミット値、トルク制限部３４に対するトルクリミット値、インバータ２０に対する出力リミット値の形をとり得る。なお、旋回出力制限値は、値が大きいほど旋回出力制限が緩く、値が小さいほど旋回出力制限が厳しいことを意味する。
【００４９】
また、本実施例では、旋回出力制御部４１は、旋回中に旋回出力制限値を更新することはない。操作フィーリングが悪化するのを防止するためである。具体的には、旋回出力制御部４１は、旋回加速直前の旋回停止時における旋回出力制限値を用いて旋回用電動機２１の出力を制御し、旋回中はその旋回出力制限値を維持する。
【００５０】
図７は、旋回出力制御部４１による旋回用電動機２１の出力制御の内容を説明する概念図である。具体的には、旋回出力制御部４１は、温度センサＳ１が検出する電動発電機１２の温度（電動発電機温度）から第１旋回出力制限値を導き出し、温度センサＳ２が検出するインバータ１８の温度（第１インバータ温度）から第２旋回出力制限値を導き出す。また、旋回出力制御部４１は、温度センサＳ３が検出する旋回用電動機２１の温度（旋回用電動機温度）から第３旋回出力制限値を導き出し、温度センサＳ４が検出するインバータ２０の温度（第２インバータ温度）から第４旋回出力制限値を導き出す。また、旋回出力制御部４１は、温度センサＳ５が検出する昇降圧コンバータ１００の温度（昇降圧コンバータ温度）から第５旋回出力制限値を導き出し、温度センサＳ６が検出するキャパシタ１９の温度（キャパシタ温度）から第６旋回出力制限値を導き出す。なお、旋回出力制御部４１は、キャパシタ温度から第６旋回出力制限値を導き出す代わりに、キャパシタ１９の冷却に用いられる冷却水の温度から第６旋回出力制限値を導き出してもよい。この場合、以下の「キャパシタ温度」は「冷却水温度」で読み替えられる。
【００５１】
そして、旋回出力制御部４１は、第１〜第６旋回出力制限値のうちの最小値を最終旋回出力制限値として導き出す。
【００５２】
その後、旋回出力制御部４１は、最終旋回出力制限値に対応する出力リミット値をインバータ２０に対して出力する。出力リミット値は、例えば、電力［ｋＷ］、電流［Ａ］、電圧［Ｖ］等に関する値である。なお、旋回出力制御部４１は、出力リミット値に加えて或いはその代わりに、最終旋回出力制限値に対応する速度指令リミット値を速度指令生成部３１に対して出力してもよく、最終旋回出力制限値に対応するトルクリミット値をトルク制限部３４に対して出力してもよく、最終旋回出力制限値に対応する最大速度リミット値を速度指令生成部３１に対して出力してもよい。速度指令リミット値は、主に、速度指令値を制限し、ＰＩ制御部３３で生成されるトルク電流指令値を制限するために用いられ、トルクリミット値は、主に、旋回加速度の最大値を制限するために用いられ、最大速度リミット値は、主に、旋回速度の最大値を制限するために用いられる。
【００５３】
また、旋回出力制御部４１は、最終旋回出力制限値を小さくして旋回用電動機２１の出力を制限した場合には、メインポンプ１４の出力を同時に制限してもよい。旋回機構２の動きが制限されるのに合わせてアタッチメントの動きを制限することで、旋回機構２の動きだけが鈍くなるといった操作フィーリングの悪化を防止するためである。
【００５４】
図８は、温度センサＳ１〜Ｓ６のそれぞれの検出値と第１〜第６旋回出力制限値との関係を表す対応マップである。具体的には、図８（Ａ）の対応マップは、電動発電機温度と第１旋回出力制限値との関係を表し、図８（Ｂ）の対応マップは、第１インバータ温度と第２旋回出力制限値との関係を表す。また、図８（Ｃ）の対応マップは、旋回用電動機温度と第３旋回出力制限値との関係を表し、図８（Ｄ）の対応マップは、第２インバータ温度と第４旋回出力制限値との関係を表す。また、図８（Ｅ）の対応マップは、昇降圧コンバータ温度と第５旋回出力制限値との関係を表し、図８（Ｆ）の対応マップは、キャパシタ温度と第６旋回出力制限値との関係を表す。図８（Ａ）〜図８（Ｆ）に示す対応マップは、例えばコントローラ３０の内部メモリに格納されている。旋回出力制御部４１は、図８（Ａ）〜図８（Ｆ）に示す対応マップを参照し、電動発電機温度、第１インバータ温度、旋回用電動機温度、第２インバータ温度、昇降圧コンバータ温度、及びキャパシタ温度のそれぞれに対応する第１〜第６旋回出力制限値を導き出す。
【００５５】
具体的には、旋回出力制御部４１は、図８（Ａ）に示すように、電動発電機温度が所定の高温側制限開始温度ｔｒ１以下であれば、第１旋回出力制限値として最大値Ｐｍａｘを導き出す。なお、高温側制限開始温度ｔｒ１は、電動発電機１２の過熱に起因する旋回出力制限の要否を判定するための閾値である。また、最大値Ｐｍａｘである最終旋回出力制限値を用いた旋回用電動機２１の制御モードは通常旋回モードに相当し、最大値Ｐｍａｘ未満の最終旋回出力制限値を用いた旋回用電動機２１の制御モードは旋回制限モードに相当する。
【００５６】
また、旋回出力制御部４１は、電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１を超えて徐々に上昇すると、第１旋回出力制限値として導き出す値を最大値Ｐｍａｘから徐々に低下させる。電動発電機１２が過熱された状態で旋回用電動機２１を最大出力で動作させないようにするためである。そして、旋回出力制御部４１は、電動発電機温度が所定の停止温度ｔｓ１に達した場合に第１旋回出力制限値として最小値Ｐｍｉｎ（例えば値ゼロである。）を導き出す。なお、停止温度ｔｓ１は、旋回用電動機２１の停止の要否を判定するための閾値であり、このまま電動発電機１２を作動させ続けて電動発電機温度をさらに上昇させると電動発電機１２の故障を引き起こすおそれがある温度である。
【００５７】
なお、第１旋回出力制限値を徐々に低下させるのは、旋回用電動機２１の動きが急変しないようにするためである。また、旋回用電動機２１の動きが急変するのを防止するにはより広い温度範囲にわたって第１旋回出力制限値を徐々に低下させることが有効である。しかし、過度に広い温度範囲にわたって第１旋回出力制限値を徐々に低下させる構成、例えば高温側制限開始温度ｔｒ１を過度に低めに設定した構成では、電動発電機温度が比較的低いにもかかわらず旋回用電動機２１の動きが制限されてしまう。そのため、高温側制限開始温度ｔｒ１は、ショベルの操作性と電動発電機１２の過熱予防性のバランスを考慮して適切に設定されるのが望ましい。
【００５８】
また、第１旋回出力制限値として最小値Ｐｍｉｎを導き出した場合、旋回出力制御部４１は、第２〜第６旋回出力制限値の大きさにかかわらず、最終旋回出力制限値として最小値Ｐｍｉｎを導き出す。最小値Ｐｍｉｎは、最終旋回出力制限値が取り得る最小値のためである。この場合、旋回出力制御部４１は、インバータ２０に対してオフ指令を出力してインバータ２０の出力を停止させ、且つ、メカニカルブレーキ２３に対してブレーキ指令を出力してメカニカルブレーキ２３による制動力を発生させる。その結果、旋回用電動機２１は、旋回中であるか否かにかかわらず、インバータ２０からの電流供給が強制的に遮断され、且つ、メカニカルブレーキ２３によって強制的に制動させられる。
【００５９】
また、旋回出力制御部４１は、図８（Ｂ）〜図８（Ｆ）に示すように、第１インバータ温度、旋回用電動機温度、第２インバータ温度、昇降圧コンバータ温度、及びキャパシタ温度に関しても、第１旋回出力制限値と同様に、第２〜第６旋回出力制限値を導き出す。
【００６０】
第２〜第６旋回出力制限値の推移は、高温側制限開始温度ｔｒ２〜ｔｒ６がそれぞれ高温側制限開始温度ｔｒ１とは異なり、また、停止温度ｔｓ２〜ｔｓ６がそれぞれ停止温度ｔｓ１とは異なるという点で第１旋回出力制限値の推移と相違する。また、各温度が高温側制限開始温度ｔｒ２〜ｔｒ６から停止温度ｔｓ２〜ｔｓ６まで上昇する際の第２〜第６旋回出力制限値の低下率（傾き）が異なるという点で第１旋回出力制限値の推移と相違する。旋回関連構成要素毎に温まり方及び冷め方が異なるためである。しかし、各温度が高温側制限開始温度ｔｒ２〜ｔｒ６以下であれば第２〜第６旋回出力制限値が最大値Ｐｍａｘとなる点、及び、各温度が停止温度ｔｓ２〜ｔｓ６に達した場合に第２〜第６旋回出力制限値が最小値Ｐｍｉｎ（値ゼロ）となる点で第１旋回出力制限値の推移と同じである。また、各温度が高温側制限開始温度ｔｒ２〜ｔｒ６から停止温度ｔｓ２〜ｔｓ６まで上昇する際に第２〜第６旋回出力制限値が徐々に低下する点で第１旋回出力制限値の推移と同じである。なお、本実施例では、６つの旋回出力制限値のうちで第２インバータ温度に関する第４旋回出力制限値の低下率（傾き）が最も小さくなるように各種対応マップが予め登録されている。そのため、本実施例では、コントローラ３０は、インバータ２０の温度変化に応じた旋回用電動機２１の動きの変化を、他の旋回関連構成要素の温度変化に応じた旋回用電動機２１の動きの変化よりも緩やかにできる。
【００６１】
次に、図９を参照し、電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１と停止温度ｔｓ１との間で上下に変動する際の第１旋回出力制限値の推移について説明する。なお、図９（Ａ）は、第１旋回出力制限値と電動発電機温度の関係を示す図であり、縦軸に第１旋回出力制限値を配し、横軸に電動発電機温度を配する。また、図９（Ａ）中の黒丸は、時刻Ｄ０〜Ｄ４のそれぞれにおける電動発電機温度と第１旋回出力制限値との対応関係を示す。また、図９（Ｂ）は、第１旋回出力制限値の時間的推移を示す図であり、縦軸に第１旋回出力制限値を配し、横軸に時間軸を配する。また、図９（Ｃ）は、電動発電機温度の時間的推移を示す図であり、縦軸に電動発電機温度を配し、横軸に時間軸を配する。なお、図９（Ｂ）の時間軸と図９（Ｃ）の時間軸は共通である。また、図９は、電動発電機温度が変動する際の第１旋回出力制限値の推移について説明するが、第１インバータ温度、旋回用電動機温度、第２インバータ温度、昇降圧コンバータ温度、及びキャパシタ温度のそれぞれが変動する際の第２〜第６旋回出力制限値の推移についても同様の説明が適用され得る。
【００６２】
具体的には、図９は、時刻Ｄ０において電動発電機温度がｔ０であり、第１旋回出力制限値が最大値Ｐｍａｘであることを示す。
【００６３】
また、図９は、電動発電機温度が時間の経過と共に上昇すると、第１旋回出力制限値が図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の実線で示すように、最大値Ｐｍａｘのまま推移することを示す。
【００６４】
また、図９は、時刻Ｄ１において電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１を超えて上昇を続けると、第１旋回出力制限値が最大値Ｐｍａｘから徐々に低下し、時刻Ｄ２において電動発電機温度が温度ｔ２に達すると、値Ｐ２（＜Ｐｍａｘ）に至ることを示す。
【００６５】
また、図９は、電動発電機温度が時刻Ｄ２において下降に転じ、時刻Ｄ３における温度ｔ３まで下降する際に、第１旋回出力制限値が、図９（Ａ）の実線に沿うことなく、図９（Ａ）の破線に沿って推移することを示す。具体的には、図９は、第１旋回出力制限値が、値Ｐ３（＞Ｐ２）まで増加することなく、値Ｐ２のままに維持されることを示す。
【００６６】
また、図９は、電動発電機温度が温度ｔ３を下回ってさらに下降し続ける場合、時刻Ｄ３４において電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１に至るまで、第１旋回出力制限値が値Ｐ２を維持することを示す。また、図９は、時刻Ｄ３４において電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１を下回ると、第１旋回出力制限値が最大値Ｐｍａｘに復帰することを示す。また、図９は、時刻Ｄ４に至るまで電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１を下回って温度ｔ４まで下降し続けても、第１旋回出力制限値が最大値Ｐｍａｘのままで維持されることを示す。
【００６７】
また、図９は、電動発電機温度が時刻Ｄ３において温度ｔ３まで下降した後で再び上昇に転じた場合（図９（Ｃ）の一点鎖線参照。）にも、第１旋回出力制限値が、図９（Ａ）の実線に沿うことなく、図９（Ａ）の破線に沿って推移することを示す。具体的には、図９は、第１旋回出力制限値が、値Ｐ３（＞Ｐ２）まで増加することなく、値Ｐ２のままに維持されることを示す。
【００６８】
また、図９は、電動発電機温度がさらに上昇し続ける場合、時刻Ｄ３４ａにおいて電動発電機温度が温度ｔ２に至るまで、第１旋回出力制限値が値Ｐ２を維持することを示す。また、図９は、電動発電機温度が温度ｔ２を超えてさらに上昇し続ける場合、第１旋回出力制限値が、再び図９（Ａ）の実線に沿って推移し、時刻Ｄ４ａにおいて電動発電機温度が温度ｔ４ａに達すると、第１旋回出力制限値が値Ｐ４（＜Ｐ２）に至ることを示す（図９（Ｂ）の一点鎖線参照。）。
【００６９】
このように、旋回出力制御部４１は、高温側制限開始温度ｔｒ１を上回って上昇する電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１と停止温度ｔｓ１との間で下降に転じた場合には、その反転時の第１旋回出力制限値が維持されるようにする。電動発電機温度の下降反転に即応して旋回出力制限値を増大させると電動発電機温度の上昇反転を引き起こすおそれがあるためである。具体的には、旋回出力制御部４１は、電動発電機温度が高温側制限開始温度ｔｒ１を下回るか、或いは、反転時の温度ｔ２を上回るまでは、その反転時の第１旋回出力制限値が維持されるようにする。その結果、旋回出力制御部４１は、第１旋回出力制限値のハンチングに起因して旋回用電動機２１の動きが不安定になるのを防止できる。また、旋回出力制御部４１は、操作者の意図に反して上部旋回体３の加速度が大きくなるのを防止できる。
【００７０】
ここで再び図６を参照し、旋回制限制御部３０Ｂの通知部４２について説明する。通知部４２は、旋回関連構成要素に関する情報を操作者に通知する機能要素である。本実施例では、通知部４２は、所定の条件が満たされた場合に出力部５０に通知指令を出力し、旋回関連構成要素に関する情報を出力部５０から出力させる。
【００７１】
具体的には、通知部４２は、旋回関連構成要素の温度に応じて出力部５０から出力させる内容を決定する。本実施例では、通知部４２は、温度センサＳ１〜Ｓ６のそれぞれの検出値に応じてキャビン１０内に設置された液晶ディスプレイに表示させる表示内容を決定する。また、通知部４２は、キャビン１０内に設置されたスピーカからアラームを音声出力させる。
【００７２】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、通知部４２の制御内容を説明する図である。具体的には、図１０Ａは、出力部５０を構成する液晶ディスプレイ５１の表示画面５１Ｖの一例を示す図である。また、図１０Ｂは、キャパシタ温度と第６旋回出力制限値の関係を示す対応マップであり、図８（Ｆ）に対応する。また、図１０Ｃは、表示画面５１Ｖ上に表示される高電圧部品温度表示領域５１ａの表示内容を説明する図である。
【００７３】
図１０Ａに示すように、液晶ディスプレイ５１の表示画面５１Ｖは、主に、高電圧部品温度表示領域５１ａ、エンジン作動時間表示領域５１ｂ、冷却水温表示領域５１ｃ、燃料残量表示領域５１ｄ、作動油温表示領域５１ｅ、アラーム表示領域５１ｆを含む。
【００７４】
高電圧部品温度表示領域５１ａは高電圧部品の温度状態を画像表示する領域であり、エンジン作動時間表示領域５１ｂはエンジン１１の累積作動時間を画像表示する領域である。また、冷却水温表示領域５１ｃは現在のエンジン冷却水の温度状態を画像表示する領域であり、燃料残量表示領域５１ｄは燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を画像表示する領域である。また、作動油温表示領域５１ｅは作動油タンク内の作動油の温度状態を画像表示する領域であり、アラーム表示領域５１ｆは警告メッセージ等の各種情報を表示する領域である。
【００７５】
通知部４２は、温度センサＳ１〜Ｓ６のそれぞれの検出値に応じて表示画面５１Ｖ上に表示される高電圧部品温度表示領域５１ａの表示内容を決定する。高電圧部品温度表示領域５１ａは、図１０Ａに示すように、５つのセグメントを含むバーグラフで構成される。
【００７６】
例えば、通知部４２は、キャパシタ温度が低温側制限開始温度ｔｃ６（図１０Ｂ参照。）を下回る場合、５つのセグメントのうちの左端のセグメントを点灯表示させる（図１０Ｃの第１列５５ａ参照。）。低温側制限開始温度ｔｃ６は、キャパシタ１９の暖機不足に起因する旋回出力制限の要否を判定するための閾値である。このとき、キャパシタ１９は暖機不足の状態にあり、旋回出力制御部４１は最大値Ｐｍａｘ未満の最終旋回出力制限値を用いて旋回用電動機２１の動きを制御する。
【００７７】
具体的には、旋回出力制御部４１は、キャパシタ温度が低温側制限開始温度ｔｃ６未満であれば、キャパシタ温度が低い程、第６旋回出力制限値として導き出す値を最大値Ｐｍａｘから徐々に低下させる。キャパシタ１９が暖機不足の状態のままで旋回用電動機２１を最大出力で動作させないようにするためである。また、通知部４２は、スピーカからアラームを出力させることなく、液晶ディスプレイ５１の表示画面５１Ｖにおけるアラーム表示領域５１ｆにメッセージ「キャパシタ暖機中（アイドリング中）／出力制限中（機械作動中）」を表示させる。なお、電動発電機温度、第１インバータ温度、旋回用電動機温度、第２インバータ温度、及び昇降圧コンバータ温度については、低温側制限開始温度が設定されることはない。電動発電機１２、インバータ１８、旋回用電動機２１、インバータ２０、及び昇降圧コンバータ１００は、温度が低い場合であっても適切に動作するためであり、むしろ温度が低い程良好に動作するためである。
【００７８】
また、通知部４２は、キャパシタ温度が低温側制限開始温度ｔｃ６以上であり、且つ高電圧部品である旋回関連構成要素の全ての温度が所定の３セグメント点灯温度未満の場合、５つのセグメントのうちの左側の２つのセグメントを点灯表示させる（図１０Ｃの第２列５５ｂ参照。）。３セグメント点灯温度は、高電圧部品温度表示領域５１ａにおける５つのセグメントのうちの左側の３つのセグメントを点灯表示させるか否かを判定するための閾値であり、例えば、キャパシタ温度に関する３セグメント点灯温度ｔｍ６（図１０Ｂ参照。）を含む。旋回関連構成要素の全ての温度が３セグメント点灯温度未満の場合、旋回関連構成要素の全ては適温の状態にあり、旋回出力制御部４１は、最大値Ｐｍａｘである最終旋回出力制限値を用いて、すなわち旋回出力を制限することなく、旋回用電動機２１の動きを制御する。また、通知部４２は、スピーカからアラームを出力させることなく、アラーム表示領域５１ｆにメッセージを表示させることもない。
【００７９】
また、通知部４２は、高電圧部品である旋回関連構成要素の何れかの温度が３セグメント点灯温度以上で且つ４セグメント点灯温度未満の場合、５つのセグメントのうちの左側の３つのセグメントを点灯表示させる（図１０Ｃの第３列５５ｃ参照。）。４セグメント点灯温度は、高電圧部品温度表示領域５１ａにおける５つのセグメントのうちの左側の４つのセグメントを点灯表示させるか否かを判定するための閾値であり、例えば、キャパシタ温度に関する４セグメント点灯温度ｔｈ６（図１０Ｂ参照。）を含む。例えば、キャパシタ温度が３セグメント点灯温度ｔｍ６以上で且つ４セグメント点灯温度ｔｈ６未満の場合、左側の３つのセグメントを点灯表示させる。このとき、旋回関連構成要素の全ては依然として適温の状態にあり、旋回出力制御部４１は、最大値Ｐｍａｘである最終旋回出力制限値を用いて、すなわち旋回出力を制限することなく、旋回用電動機２１の動きを制御する。また、通知部４２は、スピーカからアラームを出力させることなく、アラーム表示領域５１ｆにメッセージを表示させることもない。
【００８０】
また、通知部４２は、高電圧部品である旋回関連構成要素の何れかの温度が４セグメント点灯温度以上で且つ所定の出力制限予告温度未満の場合、５つのセグメントのうちの左側の４つのセグメントを点灯表示させる（図１０Ｃの第４列５５ｄ参照。）。出力制限予告温度は、旋回出力制限が行われるおそれがあるか否かを判定するための閾値であり、例えば、キャパシタ温度に関する出力制限予告温度ｔｗ６（図１０Ｂ参照。）を含む。例えば、キャパシタ温度が４セグメント点灯温度ｔｈ６以上で且つ出力制限予告温度ｔｗ６未満の場合、左側の４つのセグメントを点灯表示させる。このとき、旋回関連構成要素の全ては依然として適温の状態にあり、旋回出力制御部４１は、最大値Ｐｍａｘである最終旋回出力制限値を用いて、すなわち旋回出力を制限することなく、旋回用電動機２１の動きを制御する。また、通知部４２は、スピーカからアラームを出力させることなく、アラーム表示領域５１ｆにメッセージを表示させることもない。
【００８１】
また、通知部４２は、高電圧部品である旋回関連構成要素の何れかの温度が出力制限予告温度以上で且つ所定の高温側制限開始温度未満の場合、５つのセグメントのうちの左側の４つのセグメントを点灯表示させた状態で、旋回出力制限が行われるおそれがある旨を操作者に通知する。例えば、キャパシタ温度が出力制限予告温度ｔｗ６以上で且つ高温側制限開始温度ｔｒ６（図１０Ｂ参照。）未満の場合、左側の４つのセグメントを点灯表示させた状態で、スピーカからアラームを出力させ、アラーム表示領域５１ｆにメッセージ「出力制限予告」を表示させる。キャパシタ１９の温度がさらに上昇した場合に旋回出力制限が行われるおそれがあることを操作者に通知するためである。このとき、旋回関連構成要素の全ては依然として適温の状態にあるが、キャパシタ１９は過熱傾向、すなわちこれ以上温度が上昇した場合には過熱状態となり得る。なお、旋回出力制御部４１は、依然として、最大値Ｐｍａｘである最終旋回出力制限値を用いて、すなわち旋回出力を制限することなく、旋回用電動機２１の動きを制御する。
【００８２】
また、通知部４２は、高電圧部品である旋回関連構成要素の何れかの温度が所定の高温側制限開始温度以上で且つ所定の停止温度未満の場合、５つのセグメントの全てを点灯表示させる（図１０Ｃの第５列５５ｅ参照。）。例えば、キャパシタ温度が高温側制限開始温度ｔｒ６以上で且つ停止温度ｔｓ６（図１０Ｂ参照。）未満の場合、５つのセグメントを全て点灯表示させる。このとき、キャパシタ１９は過熱状態にあり、旋回出力制御部４１は最大値Ｐｍａｘ未満の最終旋回出力制限値を用いて旋回用電動機２１の動きを制御する。また、通知部４２は、スピーカからアラームを出力させ、アラーム表示領域５１ｆにメッセージ「出力制限中」を表示させる。
【００８３】
また、通知部４２は、高電圧部品である旋回関連構成要素の何れかの温度が所定の停止温度以上の場合、５つのセグメントの全てを点灯表示させた状態で、旋回関連構成要素が故障するおそれがある旨を操作者に通知する（図１０Ｃの第６列５５ｆ参照。）。例えば、キャパシタ温度が所定の停止温度ｔｓ６以上の場合、５つのセグメントを全て点灯表示させた状態で、スピーカからアラームを出力させ、アラーム表示領域５１ｆにメッセージ「ハイブリッド系統オーバーヒート」を表示させる。このとき、キャパシタ１９はオーバーヒート状態にあり、旋回出力制御部４１は最小値Ｐｍｉｎの最終旋回出力制限値を用いて旋回用電動機２１の動きを停止させる。
【００８４】
上述の構成により、コントローラ３０は、旋回関連構成要素の温度が所定の高温側制限開始温度に達した場合に、電動発電機１２が発電した電力及びキャパシタ１９が蓄積している電力の少なくとも一方によって駆動される旋回用電動機２１の出力を制限する。その結果、コントローラ３０は、電動発電機１２からの電力と蓄電系１２０からの電力とを利用する旋回用電動機２１に関連する旋回関連構成要素の過熱を適切に防止できる。
【００８５】
また、コントローラ３０は、旋回関連構成要素のそれぞれの温度と旋回出力制限値との関係を表す対応マップを参照し、温度センサＳ１〜Ｓ６のそれぞれの検出値から第１〜第６旋回出力制限値を導き出す。そして、それら６つの旋回出力制限値のうちの最小値（最も厳しい値）を最終旋回出力制限値として導き出し、その最終旋回出力制限値を用いて旋回用電動機２１の出力を制御する。その結果、コントローラ３０は、旋回関連構成要素の何れかの温度が所定の高温側制限開始温度に達した場合に旋回用電動機２１の出力を制限して旋回関連構成要素の過熱を適切に防止できる。例えば、コントローラ３０は、ラジエータが目詰まりを起こしその冷却能力が低下した結果、キャパシタ温度が上昇して高温側制限開始温度ｔｒ６に達した場合に、旋回用電動機２１の出力を制限してキャパシタ１９の過熱を適切に防止できる。
【００８６】
また、コントローラ３０は、旋回関連構成要素の何れかの温度が所定の出力制限予告温度に達した場合、旋回用電動機２１の出力を制限することなく、旋回出力制限が行われるおそれがある旨を操作者に通知する。その結果、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の出力を制限する前の段階で、旋回出力制限が行われるおそれがある旨を操作者に通知できる。
【００８７】
また、コントローラ３０は、旋回関連構成要素の何れかの温度が所定の高温側制限開始温度に達した場合、旋回用電動機２１の出力を制限した上で、旋回出力制限中であることを操作者に通知する。その結果、コントローラ３０は、旋回関連構成要素の温度上昇に起因して旋回出力制限が行われていることを操作者に確実に通知できる。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００８９】
例えば、上述の実施例では、対応マップは、旋回関連構成要素の温度が高温側制限開始温度から停止温度まで上昇する際に旋回出力制限値が一定の低下率で線形的に低下する傾向を示す。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、対応マップは、旋回関連構成要素の温度が高温側制限開始温度から停止温度まで上昇する際に旋回出力制限値が複数段階の低下率で段階的に且つ線形的に低下する傾向を示すものであってもよい。或いは、対応マップは、旋回関連構成要素の温度が高温側制限開始温度から停止温度まで上昇する際に旋回出力制限値が非線形的に低下する傾向を示すものであってもよく、旋回出力制限値が複数ステップで階段状に低下する傾向を示すものであってもよい。
【００９０】
図１１は冷却系７０の構成例を示す図である。冷却系７０は、主に、冷却液ポンプ７１と、ラジエータ７２と、冷却液タンク７３と、冷却管７４とを含む。
【００９１】
冷却液ポンプ７１は、冷却液タンク７３に蓄えられた冷却液を吸い込んで吐出し、冷却管７４で構成される冷却回路内で冷却液を循環させる。本実施例では、冷却液ポンプ７１は、ラジエータ７２によって冷却された冷却液を吐出する。その後、冷却液は、コントローラ３０、キャパシタ１９、インバータ１８、インバータ２０、昇降圧コンバータ１００、旋回用電動機２１、電動発電機１２、及び変速機１３の各機器に隣接するように配置された冷却管７４内を通って流れ、各機器を冷却した後でラジエータ７２に戻る。なお、本実施例では冷却液は水とＬＬＣ（ロングライフクーラント）の混合液である。
【００９２】
また、本実施例では、冷却管７４は、インバータ１８、インバータ２０、及び昇降圧コンバータ１００のそれぞれに隣接する部分では３つのルートに分かれて並列に配置され、その他の部分では直列に配置される。但し、冷却管７４は、並列接続、直列接続を含め、任意の接続方法で配管されてもよい。
【００９３】
また、本実施例では、１つの冷却回路を用いる構成が採用されるが複数の冷却回路を用いる構成が採用されてもよい。その場合、各冷却回路に対して１つの冷却液ポンプを用いる構成が採用されてもよく、複数の冷却回路に対して１つの冷却液ポンプを用いる構成が採用されてもよい。また、冷却液ポンプが吐出する冷却液の流れ方向を切り替える切替弁が用いられてもよく、冷却液の流量を調整する流量制御弁が用いられてもよい。
【００９４】
また、本実施例では、冷却液ポンプ７１は、コントローラ３０（制御モード切替部３０Ｆ）からの制御信号（作動信号・停止信号）に応じて作動・停止が制御される。また、本実施例では、冷却液ポンプ７１は、所定回転で回転する固定容量型ポンプであるが、コントローラ３０からの制御信号（速度信号）に応じて回転数（単位時間当たり吐出量）が変更されてもよい。また、冷却液ポンプ７１は、可変容量型ポンプであってもよい。なお、作動信号に応じて開始される冷却液ポンプ７１の制御モードは冷却液ポンプ作動モードに相当し、停止信号に応じて開始される冷却液ポンプ７１の制御モードは冷却液ポンプ停止モードに相当する。
【００９５】
次に、図１２を参照し、冷却液ポンプ７１の作動条件について説明する。コントローラ３０は、エンジン吸気温度が所定温度Ｔｅより高い場合、エンジン１１の始動が行われた場合、冷却液ポンプ停止後経過時間が所定時間ｔ１に達した場合、第１インバータ温度及び第２インバータ温度を含むインバータ温度の何れかが所定温度ＴＩＨより高い場合、コンバータ温度が所定温度ＴＣＨより高い場合、電動発電機温度が所定温度ＴＡＨより高い場合、旋回用電動機温度が所定温度ＴＳＨより高い場合、或いは、キャパシタ温度が所定温度ＴＢＨより高い場合に、冷却液ポンプ７１を作動させる。
【００９６】
具体的には、コントローラ３０は、エンジンセンサ２９Ａが検出するエンジン吸気温度が所定温度Ｔｅより高い場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。外気温度が高いのでキャパシタ１９を暖機する必要がなく冷却液ポンプ７１の作動を停止させる必要がないと判断できるためである。なお、キャパシタ１９の暖機は、キャパシタ温度が所定温度未満の場合にコントローラ３０が実行する処理であり、コントローラ３０は、キャパシタ１９の充放電に伴うキャパシタ１９の内部抵抗による自己発熱によってキャパシタ１９の温度を上昇させる。キャパシタ温度が低い場合の高い内部抵抗に起因してキャパシタ１９の充放電の際にキャパシタ電圧が許容電圧範囲を逸脱してキャパシタ１９の劣化又は破損が発生してしまうのを防止するためである。また、コントローラ３０は、キャパシタ１９の暖機を行う場合には、冷却液ポンプ７１の他の停止条件（後述）を満たす限りにおいて、キャパシタ１９の暖機を促進するために冷却液ポンプ７１の作動を停止させる。なお、コントローラ３０は、エンジン吸気温度の代わりに外気温度に基づいて冷却液ポンプ７１を作動させるか否かを判定してもよい。
【００９７】
また、コントローラ３０は、エンジンセンサ２９Ａが検出するエンジン回転数に基づいてエンジン１１の始動が行われたか否かを判定し、エンジン１１の始動が行われたと判定した場合に、エンジン停止中に停止していた冷却液ポンプ７１を作動させる。エンジン１１の一時的な停止に起因して冷却液ポンプ７１の停止継続時間が過度に長くなることで冷却対象の温度が過度に上昇した状態を早期に解消するためである。なお、コントローラ３０は、イグニッションスイッチの出力等に基づいてエンジン１１の始動が行われたか否かを判定してもよく、電動発電機１２の回転数によってエンジン１１の始動が行われたか否かを判定してもよい。また、エンジン１１の停止時間が所定時間以上であると判断できる場合、コントローラ３０は、エンジン１１の始動時における冷却液ポンプ７１の作動を省略してもよい。冷却対象の温度が十分に下がっていると判断できるためである。
【００９８】
また、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１に対して停止信号を出力してからの経過時間である冷却液ポンプ停止後経過時間を監視し、冷却液ポンプ停止後経過時間が所定時間ｔ１に達した場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。冷却液ポンプ７１の停止継続時間が過度に長くなることで冷却対象の温度が過度に上昇してしまうのを防止するためである。
【００９９】
また、コントローラ３０は、温度センサＳ２が検出する第１インバータ温度が所定温度ＴＩＨより高い場合、或いは、温度センサＳ４が検出する第２インバータ温度が所定温度ＴＩＨより高い場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。インバータ１８及びインバータ２０の過熱を防止するためである。また、コントローラ３０は、温度センサＳ５が検出するコンバータ温度が所定温度ＴＣＨより高い場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。昇降圧コンバータ１００の過熱を防止するためである。また、コントローラ３０は、温度センサＳ１が検出する電動発電機温度が所定温度ＴＡＨより高い場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。電動発電機１２の過熱を防止するためである。また、コントローラ３０は、温度センサＳ３が検出する旋回用電動機温度が所定温度ＴＳＨより高い場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。旋回用電動機２１の過熱を防止するためである。また、コントローラ３０は、温度センサＳ６が検出するキャパシタ温度が所定温度ＴＢＨより高い場合に冷却液ポンプ７１を作動させる。キャパシタ１９の過熱を防止するためである。
【０１００】
次に、図１３を参照し、冷却液ポンプ７１の停止条件について説明する。コントローラ３０は、エンジン吸気温度が所定温度Ｔｅ以下であること、エンジン始動後経過時間が所定時間ｔ２以上であること、冷却液ポンプ作動後経過時間が所定時間ｔ２以上であること、インバータ温度が所定温度ＴＩＬ以下であること、コンバータ温度が所定温度ＴＣＬ以下であること、電動発電機温度が所定温度ＴＡＬ以下であること、旋回用電動機温度が所定温度ＴＳＬ以下であること、及び、キャパシタ温度が所定温度ＴＢＬ以下であることの全ての条件が満たされた場合に、冷却液ポンプ７１を停止させる。
【０１０１】
エンジン吸気温度が所定温度Ｔｅ以下であることの条件は、外気温度が低い場合にはキャパシタ１９の暖機が必要となり冷却液ポンプ７１を停止させるほうがキャパシタ１９の暖機にとって効率的であると判断できることに基づく。
【０１０２】
また、エンジン始動後経過時間が所定時間ｔ２以上であることの条件は、冷却液ポンプ７１の間欠運転（後述）による効果が適切に実現されるようにするためのものである。具体的には、エンジン１１の始動が行われると冷却液ポンプ７１が作動するので、エンジン始動後の経過時間が所定時間ｔ２に達したことは、冷却液ポンプ７１が所定時間ｔ２にわたって作動したことを意味する。そして、所定時間ｔ２は、冷却液ポンプ７１の間欠運転（後述）による効果を実現するのに十分な時間に設定される。冷却液ポンプ作動後経過時間が所定時間ｔ２以上であることの条件についても同様である。
【０１０３】
インバータ温度が所定温度ＴＩＬ以下であること、コンバータ温度が所定温度ＴＣＬ以下であること、電動発電機温度が所定温度ＴＡＬ以下であること、旋回用電動機温度が所定温度ＴＳＬ以下であること、及び、キャパシタ温度が所定温度ＴＢＬ以下であることの条件は、冷却系７０の冷却対象である各機器の過熱を防止しながら無駄な冷却液ポンプ７１の作動を抑制するためのものである。
【０１０４】
次に、図１４を参照し、インバータ１８の温度の測定方法について説明する。なお、図１４は、冷却系７０の冷却対象の一つであるインバータ１８の内部の概略図である。また、図１４の粗いハッチングで示す領域は、インバータ１８の筐体の内部を表し、細かいハッチングで示す領域は、冷却系７０を構成する冷却管７４の内部を表す。また、図１４の矢印ＡＲ１は、冷却管７４内の冷却液の流れを表す。なお、インバータ１８の温度の測定方法は、インバータ２０及び昇降圧コンバータ１００のそれぞれの温度の測定にも適用され得る。
【０１０５】
図１４に示すように、インバータ１８は、発熱源である複数（図１４では２つ）のインテリジェントパワーモジュールであるＩＰＭ６０ａ、６０ｂと、基板６１とを含む。また、基板６１には、インバータ１８の筐体内の雰囲気温度を検出するための温度センサＳ２が設置される。また、冷却管７４は、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂと接触するように配置され、温度センサＳ２は、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂと接触しないように配置される。
【０１０６】
そのため、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂの熱は、熱伝導によって冷却管７４に伝わり、冷却管７４内で冷却液が流れると、冷却管７４に伝わった熱は冷却液と共に外部に放出される。その結果、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂ、冷却管７４の温度は比較的急激に下降する。そして、冷却管７４の温度がインバータ１８の筐体内の空気の温度よりも低くなると、筐体内の空気が冷却され、さらに冷却された空気の対流によって基板６１及び温度センサＳ２の熱が冷却管７４に伝わる。そのため、温度センサＳ２が検出する雰囲気温度は、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂ、冷却管７４の温度の変化に対して遅れをもって変化し、比較的緩やかに下降する。このように、冷却管７４内で冷却液が流れると、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂは、温度センサＳ２が検出する雰囲気温度よりも低い状態となる。
【０１０７】
一方、冷却管７４内の冷却液の流れが止まると、冷却管７４に伝わった熱が外部に放出されなくなる。その結果、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂ、冷却管７４の温度は比較的急激に上昇する。そして、冷却管７４の温度がインバータ１８の筐体内の空気の温度よりも高くなると、筐体内の空気が加熱され、その加熱された空気の対流によってＩＰＭ６０ａ、６０ｂ、冷却管７４の熱が温度センサＳ２に伝わる。そのため、温度センサＳ２が検出する雰囲気温度は、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂ、冷却管７４の温度の変化に対して遅れをもって変化し、比較的緩やかに上昇する。このように、冷却管７４内の冷却液の流れが止まると、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂの温度は、温度センサＳ２が検出する雰囲気温度よりも高い状態となる。
【０１０８】
上述の現象から、冷却液の流れを生じさせる時間と冷却液の流れを止める時間を適切に設定することで、発熱源の温度と雰囲気温度との乖離を制御できることが分かる。そして、発熱源の温度と雰囲気温度との乖離を制御できれば、複数の発熱源のそれぞれの温度を直接測定しなくとも、雰囲気温度から複数の発熱源のそれぞれの温度を推定できる。
【０１０９】
そこで、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１の作動と停止を繰り返すことによって発熱源の温度と雰囲気温度との乖離を制御する。なお、以下では、冷却液ポンプ７１の作動と停止を繰り返すことを冷却液ポンプ７１の間欠運転と称する。
【０１１０】
次に、図１５を参照し、冷却液ポンプ７１の間欠運転による効果の一例について説明する。なお、図１５は、インバータ１８の筐体内の雰囲気温度と発熱源であるＩＰＭ６０ａの温度（ＩＰＭ温度）の時間的推移を示す図である。図１５において、実線の推移線はＩＰＭ温度の時間的推移を表し、点線の推移線は雰囲気温度の時間的推移を表す。また、図中の黒丸は、冷却液ポンプ７１の作動を開始させたときのＩＰＭ温度を表し、図中の白丸は、冷却液ポンプ７１の作動を停止させたときのＩＰＭ温度を表す。なお、本実施例では、ＩＰＭ６０ａにとって熱的に最も厳しい条件となるように、操作者はインバータ１８を継続的に動作させている。そのため、ショベルが実際に使用されるときのように操作者がインバータ１８を断続的に動作させた場合には、冷却液ポンプ７１の間欠運転の内容が同じであれば、ＩＭＰ温度の上昇傾向は図示のものよりも小さいものとなる。また、雰囲気温度に対するＩＰＭ温度の高温側への乖離もより小さいものとなる。これは、その最も厳しい条件において雰囲気温度からＩＰＭ温度の高温異常を検知できるようにすれば、その他の条件ではＩＰＭ温度の高温異常を検知し損ねるおそれがないことを意味する。
【０１１１】
図１５に示すように、コントローラ３０は、所定の停止継続時間ｔ１（上述の所定時間ｔ１に相当）にわたる冷却液ポンプ７１の停止と所定の作動継続時間ｔ２（上述の所定時間ｔ２に相当）にわたる冷却液ポンプ７１の作動とを交互に繰り返す。なお、本実施例では、停止継続時間ｔ１は作動継続時間ｔ２よりも長い。
【０１１２】
具体的には、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１に対して作動信号を出力して冷却液ポンプ７１の作動を開始させる。そして、冷却液ポンプ７１を作動させてから作動継続時間ｔ２が経過した時点で冷却液ポンプ７１に対して停止信号を出力して冷却液ポンプ７１の作動を停止させる。そして、冷却液ポンプ７１を停止させてから停止継続時間ｔ１が経過した時点で冷却液ポンプ７１に対して作動信号を出力して冷却液ポンプ７１の作動を再開させる。その後、コントローラ３０は、同様の条件で冷却液ポンプ７１の作動と停止を繰り返す。
【０１１３】
その結果、ＩＰＭ温度は、冷却液ポンプ７１の停止による比較的急激な上昇と、冷却液ポンプ７１の作動による比較的急激な下降とを繰り返しながらも、より長期的には上昇傾向を示す。なお、上述のように、図１５の時間的推移はインバータ１８が継続的に動作する場合のものであるため、インバータ１８が断続的に動作する場合の時間的推移とは異なる。具体的には、インバータ１８が断続的に動作する場合には、インバータ１８が停止している時間が長くなるほど、ＩＰＭ温度の上昇傾向は抑制され、さらには下降傾向に転じる。
【０１１４】
一方、上述のタイミングで冷却液ポンプ７１の作動と停止が繰り返された場合、雰囲気温度は、より長期的に見た場合のＩＰＭ温度の上昇傾向に沿って上昇する。そして、時刻ｄ１を超えた当たりで、雰囲気温度に対するＩＰＭ温度の高温側への乖離度（冷却液ポンプ７１の作動開始時のＩＰＭ温度と雰囲気温度との差ＤＨ）、及び、雰囲気温度に対するＩＰＭ温度の低温側への乖離度（冷却液ポンプ７１の作動停止時のＩＰＭ温度と雰囲気温度との差ＤＬ）はほぼ一定となる。これは、冷却液ポンプ７１の作動継続時間と停止継続時間を適切に設定することによって、より長期的に見た場合のＩＰＭ温度の上昇傾向と雰囲気温度の上昇傾向とを合わせられることを意味する。
【０１１５】
この関係から、コントローラ３０は、雰囲気温度が所定の上限温度に達した場合に、ＩＰＭ温度が許容最大温度に達したと判断でき、インバータ１８の過熱を防止するための適切な処理を実行させることができる。すなわち、コントローラ３０は、雰囲気温度に基づいてインバータ１８の温度管理を実行できる。
【０１１６】
例えば、コントローラ３０は、温度センサＳ２の検出値が所定の上限値に達した場合に、冷却液ポンプ７１を継続的に作動させる。また、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の動きを制限する等、ショベルの動きを制限してもよく、冷却液ポンプ７１の単位時間当たり吐出量を増大させてもよい。
【０１１７】
なお、上述の実施例では、コントローラ３０は、停止継続時間ｔ１が経過した時点で冷却液ポンプ７１の作動を再開させるが、停止継続時間ｔ１が経過する前であっても上述の他の作動条件が満たされた場合には冷却液ポンプ７１の作動を再開させる。但し、この制御は、ＩＰＭ温度の上昇傾向を抑制する効果があるため、雰囲気温度に基づくインバータ１８の温度管理に悪影響を与えることはない。
【０１１８】
以上の構成により、コントローラ３０は、冷却回路内で冷却液を循環させて少なくとも１つの電気機器と蓄電器とを含む複数の冷却対象を冷却する冷却系を制御する。そして、複数の冷却対象のそれぞれの温度の何れかが所定の対応する閾値に達した場合に冷却液ポンプ７１の作動を開始させて冷却液の循環を開始させる。そのため、コントローラ３０は、所定の作動条件が満たされるまでは冷却液ポンプ７１の作動を停止させることができる。その結果、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１の作動が必要と判断するまでは冷却液ポンプ７１を停止させておくことができ、冷却系をより効率的に制御できる。また、コントローラ３０は、蓄電器の暖機を行う場合に冷却液ポンプ７１を停止させることで蓄電器の暖機を促進できる。
【０１１９】
また、コントローラ３０は、複数の冷却対象のそれぞれの温度が所定の対応する閾値を下回った場合に冷却液ポンプ７１の作動を停止させて冷却液の循環を停止させる。そのため、コントローラ３０は、所定の停止条件が満たされた場合に冷却液ポンプ７１の作動を停止させることができる。その結果、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１の作動を無駄に継続させることなく、冷却系をより効率的に制御できる。
【０１２０】
また、コントローラ３０は、所定の停止継続時間ｔ１にわたる冷却系７０の停止による冷却液の循環停止と所定の作動継続時間ｔ２（＜ｔ１）にわたる冷却系７０の作動による冷却液の循環とを繰り返す。具体的には、コントローラ３０は、停止継続時間ｔ１にわたる冷却液ポンプ７１の停止と作動継続時間ｔ２にわたる冷却液ポンプ７１の作動との繰り返しである冷却液ポンプ７１の間欠運転を実行する。そのため、ＩＰＭ６０ａ、６０ｂ等の複数の発熱源を含むインバータ１８等の電気機器の温度管理を、複数の発熱源のそれぞれの温度ではなく、電気機器の筐体内の雰囲気温度に基づいて実行できる。具体的には、コントローラ３０は、複数の発熱源のそれぞれに温度センサを取り付けることなく、筐体内に設置された１つの温度センサの検出値に基づいて温度管理を実行できる。そのため、電気機器の温度管理に必要な温度センサの数を減らすことができる。
【０１２１】
また、コントローラ３０は、雰囲気温度が所定温度に達した場合に、電気機器の動きを制限し或いは停止させてもよい。具体的には、コントローラ３０は、インバータ１８の筐体内の雰囲気温度が所定温度に達した場合に旋回用電動機２１の動きを制限し或いは停止させることによってインバータ１８の動きを制限し或いは停止させてもよい。その結果、コントローラ３０は、インバータ１８の過熱を防止できる。
【０１２２】
また、コントローラ３０は、複数の冷却対象のそれぞれの温度にかからわず、エンジン始動時に所定時間にわたって冷却液ポンプ７１を作動させて冷却液を循環させる。そのため、エンジン１１の一時的な停止に起因して冷却液ポンプ７１の停止継続時間が過度に長くなることで冷却対象の温度が過度に上昇した状態を早期に解消できる。また、エンジン１１が一時的に停止された場合であっても、インバータ１８等の電気機器の温度管理を、ＩＰＭ等の複数の発熱源のそれぞれの温度ではなく、筐体内の雰囲気温度に基づいて実施できる。具体的には、エンジン１１が一時的に停止された場合であっても、冷却液ポンプ停止後経過時間が所定時間ｔ１に達した場合に冷却液ポンプ７１を作動させることで、温度センサが検出する雰囲気温度と温度センサが検出しない発熱源の温度との差が過度に大きくなるのを防止できる。その結果、冷却液ポンプ７１の間欠運転の有効性を維持できる。
【０１２３】
また、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１の作動を停止させて冷却液の循環を停止させた後で所定時間が経過した場合に、冷却液ポンプ７１の作動を再開させて冷却液の循環を開始させる。そのため、冷却液ポンプ７１の停止継続時間が過度に長くなることで冷却対象の温度が過度に上昇してしまうのを防止できる。また、冷却液ポンプ７１を停止させた場合であっても、インバータ１８等の電気機器の温度管理を、ＩＰＭ等の複数の発熱源のそれぞれの温度ではなく、筐体内の雰囲気温度に基づいて実施できる。具体的には、冷却液ポンプ７１を停止させた場合であっても、冷却液ポンプ停止後経過時間が所定時間ｔ１に達した場合に冷却液ポンプ７１を作動させることで、温度センサが検出する雰囲気温度と温度センサが検出しない発熱源の温度との差が過度に大きくなるのを防止できる。その結果、上述同様、冷却液ポンプ７１の間欠運転の有効性を維持できる。また、キャパシタ１９の暖機の際に冷却液ポンプ７１を一時的に停止させたとしても冷却液ポンプ７１の間欠運転による効果に影響を与えることはない。
【０１２４】
また、コントローラ３０は、冷却液ポンプ７１の作動を開始させて冷却液の循環を開始させた後で所定時間が経過した場合に、冷却液ポンプ７１の作動を停止させて冷却液の循環を停止させる。そのため、冷却液ポンプ７１の間欠運転の有効性を維持しながらも、冷却液ポンプ７１の作動を無駄に継続させることなく、冷却系をより効率的に制御できる。
【０１２５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１２６】
例えば、上述の冷却回路では、キャパシタ１９は、冷却管７４が３つのルートに分岐する前のコントローラ３０の下流に配置されるが、コントローラ３０の上流に配置されてもよく、旋回用電動機２１の上流で且つ分岐したルートが合流した後の部分に配置されてもよい。基本的に、インバータ１８、キャパシタ１９、インバータ２０等の電気機器は、電動発電機１２、旋回用電動機２１等の電動機器の冷却前に冷却されればよい。そのため、電気機器、電動機器の順で冷却されるのであれば、各電気機器の冷却順は任意であり、各電動機器の冷却順も任意である。但し、本発明は、電動機器の後に電気機器を冷却する構成を排除することはない。したがって、キャパシタ１９は、旋回用電動機２１、電動発電機１２、又は変速機１３の下流に配置されてもよい。なお、コントローラ３０及び変速機１３の少なくとも一方の冷却は省略されてもよい。
【０１２７】
また、上述の実施例では、キャパシタ温度は、キャパシタセルの電極に取り付けられたサーミスタで構成される温度センサＳ６によって検出されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、キャパシタ温度は、キャパシタ１９の冷却に用いられる冷却水の温度を検出することで間接的に検出されてもよい。
【０１２８】
また、本願は、２０１４年３月６日に出願した日本国特許出願２０１４−０４４２３９号及び２０１４年３月１２日に出願した日本国特許出願２０１４−０４９５０１号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
【符号の説明】
【０１２９】
１・・・下部走行体  １Ｒ・・・右側走行用油圧モータ  １Ｌ・・・左側走行用油圧モータ  ２・・・旋回機構  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０・・・キャビン  １１・・・エンジン  １２・・・電動発電機  １３・・・変速機  １４・・・メインポンプ  １５・・・パイロットポンプ  １６・・・高圧油圧ライン  １７・・・コントロールバルブ  １８・・・インバータ  １９・・・キャパシタ  ２０・・・インバータ  ２１・・・旋回用電動機  ２２・・・レゾルバ  ２３・・・メカニカルブレーキ  ２４・・・旋回変速機  ２５・・・パイロットライン  ２６・・・操作装置  ２６Ａ、２６Ｂ・・・レバー  ２６Ｃ・・・ペダル  ２７・・・油圧ライン  ２８・・・油圧ライン  ２９・・・圧力センサ  ２９Ａ・・・エンジンセンサ  ３０・・・コントローラ  ３１・・・速度指令生成部  ３２・・・減算器  ３３・・・ＰＩ制御部  ３４・・・トルク制限部  ３５・・・減算器  ３６・・・ＰＩ制御部  ３７・・・電流変換部  ３８・・・旋回動作検出部  ４０・・・ＰＷＭ信号生成部  ５０・・・出力部  ５１・・・液晶ディスプレイ  ５１Ｖ・・・表示画面  ５１ａ・・・高電圧部品温度表示領域  ５１ｂ・・・エンジン作動時間表示領域  ５１ｃ・・・冷却水温表示領域  ５１ｄ・・・燃料残量表示領域  ５１ｅ・・・作動油温表示領域  ５１ｆ・・・アラーム表示領域  ６０ａ、６０ｂ・・・ＩＰＭ  ６１・・・基板  ７０・・・冷却系  ７１・・・冷却液ポンプ  ７２・・・ラジエータ  ７３・・・冷却液タンク  ７４・・・冷却管  １００・・・昇降圧コンバータ  １０１・・・リアクトル  １０２Ａ・・・昇圧用ＩＧＢＴ  １０２Ｂ・・・降圧用ＩＧＢＴ  １０４・・・電源接続端子  １０６・・・出力端子  １０７・・・コンデンサ  １１０・・・ＤＣバス  １１１・・・ＤＣバス電圧検出部  １１２・・・キャパシタ電圧検出部  １１３・・・キャパシタ電流検出部  １２０・・・蓄電系  Ｓ１〜Ｓ６・・・温度センサ
【図１】
2018035670.tif 000003
【図２】
2018035670.tif 000004
【図３】
2018035670.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
2018035670.tif 000012
【図１０Ｂ】
2018035670.tif 000013
【図１０Ｃ】
2018035670.tif 000014
【図１１】
2018035670.tif 000015
【図１２】
2018035670.tif 000016
【図１３】
2018035670.tif 000017
【図１４】
2018035670.tif 000018
【図１５】
2018035670.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月29日(2017.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される電動機器と、
前記上部旋回体に搭載される蓄電系と、
冷却液を循環させて前記蓄電系及び前記電動機器を冷却するポンプと、
前記蓄電系及び前記電動機器のそれぞれの温度を取得する温度検出部と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄電系及び前記電動機器のうちの少なくとも１つの温度が、冷却を開始する所定温度に達した場合、前記ポンプを駆動させて前記冷却液を循環させる第１制御状態とし、
前記蓄電系の温度が、前記所定温度よりも低い加温を開始する所定温度に達した場合、前記ポンプを停止させて前記冷却液を循環させない第２制御状態とする、
ショベル。
【請求項２】
前記ポンプの冷却対象は、複数の前記電動機器、並びに、該電動機器を駆動するインバータ及びコンバータを含み、前記電動機器、前記インバータ及び前記コンバータのうちの少なくとも１つの温度が、冷却を開始する第１閾値に達した場合には、前記蓄電系の温度が、加温を開始する閾値に達している場合でも、前記冷却液が循環する第１制御状態を優先する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記ポンプの冷却対象は、複数の前記電動機器を含み、
前記制御装置は、前記温度検出部が検出する複数の前記冷却対象のそれぞれの温度にかかわらず、エンジン始動時に、前記冷却液を循環させる第１制御状態を開始させる、
請求項１又は２に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、前記冷却液が循環しない第２制御状態になった後、所定時間の経過を条件として、前記冷却液が循環する第１制御状態に移行する、
請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
【請求項５】
前記ポンプは、切替弁を含まない１つの冷却回路に含まれ、
前記制御装置は、前記蓄電系の温度が、加温を開始すべき閾値に達した場合、前記冷却液が循環しない第２状態制御とし、且つ、前記蓄電系の放電及び充電を繰り返す状態とすることで、前記蓄電系を加温状態とする、
請求項１乃至４の何れかに記載のショベル。
【請求項６】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される蓄電系と、
冷却液を循環させて前記蓄電系を冷却するポンプと、
前記蓄電系の温度を取得する温度検出部と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄電系の温度が、冷却を開始する所定温度に達した場合、前記ポンプを駆動させて前記冷却液を循環させる第１制御状態とし、
前記蓄電系の温度が、前記所定温度よりも低い加温を開始する所定温度に達した場合、前記ポンプを停止させて前記冷却液を循環させない第２制御状態とする、
ショベル。