JP2020036439A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電装置を廃棄する場合に、蓄電装置の放電を確実に行うことができる建設機械を提供する。【解決手段】 コントローラ１９は、蓄電装置１８を廃棄する場合に蓄電装置１８を放電させる。このとき、コントローラ１９は、蓄電装置１８を廃棄する場合であって残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0以上のときに、エンジン７を負荷としてアシスト発電モータ１２を駆動して蓄電装置１８の電荷を放電させる。コントローラ１９は、蓄電装置１８を廃棄する場合であって残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0未満のときに、エンジン７を停止させると共に、インバータ１４をチョッパ動作させて蓄電装置１８の電荷をアシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに放電させる。【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば油圧ショベルのような建設機械に関する。

蓄電装置を動力源とするハイブリッドショベルが知られている。このように蓄電装置を備えたショベルは、蓄電装置の交換、廃棄のようなメンテナンス時に、作業者を感電させないように、蓄電装置の電荷を安全電圧まで放電する必要がある。

そのため、例えば蓄電装置にキャパシタユニットを採用した場合に、メンテナンス時の放電を速やかに行うために、キャパシタ電圧の値によって放電制御を切り替える構成が知られている（特許文献１）。

国際公開第２００８／１１１６４９号

ところで、特許文献１に記載された従来技術では、エンジンを負荷として発電電動機を駆動することによって、キャパシタを放電させている。しかしながら、キャパシタ電圧が０Ｖ近くまで低下した場合には、発電電動機からの逆起電力がキャパシタに供給されるため、キャパシタを完全に放電させることが難しい傾向がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、蓄電装置を廃棄する場合に、蓄電装置の放電を確実に行うことが可能な建設機械を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する電動機と、前記油圧ポンプおよび前記電動機と連結されたエンジンと、前記電動機を駆動させるための電力を供給する蓄電装置と、前記電動機に供給する電力を制御するインバータと、前記蓄電装置の残留充電量を演算し、前記蓄電装置を廃棄する場合に前記蓄電装置を放電させるコントローラと、を備えた建設機械において、前記コントローラは、前記蓄電装置を廃棄する場合であって前記残留充電量が所定の充電量以上のときに、前記エンジンを負荷として前記電動機を駆動して前記蓄電装置の電荷を放電させ、前記蓄電装置を廃棄する場合であって前記残留充電量が所定の充電量未満のときに、前記エンジンを停止させると共に、前記インバータをチョッパ動作させて前記蓄電装置の電荷を前記電動機の巻線コイルに放電させることを特徴としている。

本発明によれば、蓄電装置を廃棄する場合に、蓄電装置の放電を確実に行うことができる。

本発明の実施の形態によるハイブリッド式の油圧ショベルを示す正面図である。 実施の形態による油圧ショベルの駆動システムを示すブロック図である。 インバータおよびアシスト発電モータを示す電気回路図である。 放電モード処理を示す流れ図である。 エンジン回転数信号、廃棄放電モード信号、廃棄エンジン回転数信号、エンジン回転数、残留充電量、リレー停止信号、リレー、アシスト発電モータ回転数、放電電流、放電モード、インバータ動作モードの時間変化を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態による建設機械としてハイブリッド式の油圧ショベルを例に挙げて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１および図２は、実施の形態によるハイブリッド式の油圧ショベル１を示している。図１に示すように、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置５とを備えている。下部走行体２および上部旋回体４は、油圧ショベル１の車体を構成している。下部走行体２は、走行動作を行うための油圧モータ２Ａを備えている。旋回装置３は、旋回動作を行うための油圧モータ３Ａを備えている。なお、下部走行体２としてクローラ式を例示したが、ホイール式でもよい。

作業装置５は、フロントアクチュエータ機構である。作業装置５は、例えばブーム５Ａ、アーム５Ｂ、バケット５Ｃと、これらを駆動するブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆとによって構成されている。作業装置５は、上部旋回体４の旋回フレーム６に取付けられている。作業装置５は、油圧ポンプ９が送出する作動油により駆動される。なお、作業装置５は、バケット５Ｃを備えたものに限らず、例えばグラップル等を備えたものでもよい。

上部旋回体４は、例えばディーゼルエンジンのような内燃機関であるエンジン７と、エンジン７によって駆動される油圧ポンプ９（メインポンプ）とを備えている。また、エンジン７には、アシスト発電モータ１２が機械的に接続されている。即ち、エンジン７は、油圧ポンプ９およびアシスト発電モータ１２に連結されている。このため、油圧ポンプ９は、アシスト発電モータ１２によっても駆動される。油圧ポンプ９は、作動油を送出する。この作動油によって、下部走行体２と、上部旋回体４と、作業装置５とがそれぞれ独立して動作する。

具体的には、下部走行体２は、走行用の油圧モータ２Ａに油圧ポンプ９から作動油が供給されることによって、一対のクローラ２Ｂ（図１は片側のみ図示）を駆動する。上部旋回体４は、旋回用の油圧モータ３Ａに油圧ポンプ９から作動油が供給されることによって、旋回装置３を駆動する。また、シリンダ５Ｄ〜５Ｆは、油圧ポンプ９から供給される作動油によって、伸長または縮小する。これにより、作業装置５は、俯仰の動作を行い、例えば掘削、整地の作業を行う。また、上部旋回体４は、キャブ１０を備えている。オペレータは、キャブ１０に搭乗して、油圧ショベル１を操作する。

エンジン制御ダイヤル１１は、エンジン７に接続されている。これに加え、エンジン制御ダイヤル１１は、インバータ１４に接続されている。エンジン制御ダイヤル１１は、回転可能なダイヤルによって構成され、ダイヤルの回転位置に応じてエンジン７の目標回転数を設定する。エンジン制御ダイヤル１１は、キャブ１０内に位置して、オペレータによって回転操作される。エンジン制御ダイヤル１１は、目標回転数に応じたエンジン回転数信号Ｓaを出力する。エンジン７は、エンジン回転数信号Ｓaを受信するエンジンコントローラ８を備えている。エンジンコントローラ８は、目標回転数となるようにエンジン７を制御する。

次に、油圧ショベル１の電動系の駆動システムについて、図２および図３を参照して説明する。

アシスト発電モータ１２は、エンジン７に機械的に結合されている。アシスト発電モータ１２およびエンジン７は、油圧発生機である油圧ポンプ９を駆動する。このため、アシスト発電モータ１２は、油圧ポンプ９を駆動する電動機を構成している。油圧ポンプ９から送出される作動油は、オペレータによる操作に基づいて、コントロールバルブ１３で分配される。これにより、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、走行用の油圧モータ２Ａ、および旋回用の油圧モータ３Ａは、油圧ポンプ９から供給される作動油によって駆動する。

アシスト発電モータ１２は、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線コイル１２Ａ〜１２Ｃを備えている。アシスト発電モータ１２は、エンジン７を動力源に発電機として働き蓄電装置１８への電力供給を行う発電と、蓄電装置１８からの電力を動力源にモータとして働きエンジン７および油圧ポンプ９の駆動をアシストする力行との２通りの役割を果たす。従って、アシスト発電モータ１２がモータとして駆動するときは、アシスト発電モータ１２は、蓄電装置１８の電力により駆動される。

アシスト発電モータ１２は、電力変換器となるインバータ１４を介して、正極側と負極側とで一対の直流母線１６Ａ，１６Ｂ（ＤＣケーブル）に接続されている。インバータ１４は、アシスト発電モータ１２に供給する電力を制御する。インバータ１４は、複数のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆを備えている。スイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆは、例えばトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）によって構成されている。

インバータ１４は、上アームを構成する３個のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｃと、下アームを構成する３個のスイッチング素子１４Ｄ〜１４Ｆとを備えている。これら６個のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆは、ブリッジ接続されている。

Ｕ相用の上アームと下アームを構成するスイッチング素子１４Ａ，１４Ｄの間の接続点は、アシスト発電モータ１２のＵ相端子を通じて巻線コイル１２Ａに接続されている。Ｖ相用の上アームと下アームを構成するスイッチング素子１４Ｂ，１４Ｅの間の接続点は、アシスト発電モータ１２のＶ相端子を通じて巻線コイル１２Ｂに接続されている。Ｗ相用の上アームと下アームを構成するスイッチング素子１４Ｃ，１４Ｆの間の接続点は、アシスト発電モータ１２のＷ相端子を通じて巻線コイル１２Ｃに接続されている。インバータ１４は、アシスト発電モータ１２の各相の巻線コイル１２Ａ〜１２Ｃに交流電流を供給する。これにより、アシスト発電モータ１２は駆動される。

インバータ１４は、エンジン回転数信号Ｓaと動作モードＭ1〜Ｍ3を受信するインバータコントローラ１５を備えている。インバータ１４およびインバータコントローラ１５は、インバータドライブユニットを構成している。インバータコントローラ１５は、目標回転数と動作モードＭ1〜Ｍ3に応じてアシスト発電モータ１２が駆動するように、インバータ１４のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆを制御する。

アシスト発電モータ１２の発電時には、インバータ１４は、アシスト発電モータ１２からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１８に供給する。アシスト発電モータ１２の力行時には、インバータ１４は、直流母線１６Ａ，１６Ｂの直流電力を交流電力に変換してアシスト発電モータ１２に供給する。

動作モードＭ1では、蓄電装置１８の直流電流を三相交流電圧に変換し、アシスト発電モータ１２が力行駆動または発電駆動するように、インバータ１４のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆは、ＰＷＭ制御される。

動作モードＭ2では、インバータ１４のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆは、チョッパ動作する。具体的には、上アームの任意の１つのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ａ）は、ＰＷＭ制御される。このとき、上アームとは異なる相の任意の１つの下アームのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｅ）は、常時ＯＮになる。これに加え、残りのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｆ）は、常時ＯＦＦになる。

動作モードＭ3では、インバータ１４の全てのスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆは、ＯＦＦになる。

リレー１７は、蓄電装置１８とインバータ１４との間に位置して、直流母線１６Ａ，１６Ｂの途中に設けられている。リレー１７は、コントローラ１９によって、接続状態（ＯＮ）と遮断状態（ＯＦＦ）が制御される。コントローラ１９は、常時はＯＦＦ状態のリレー停止信号Ｓdを出力する。この状態で、油圧ショベル１が起動すると、リレー１７には励磁電流が供給される。これにより、リレー１７は、接続状態になる。一方、コントローラ１９がＯＮ状態のリレー停止信号Ｓdを出力すると、リレー１７は、遮断状態になる。

蓄電装置１８は、アシスト発電モータ１２を駆動させるための電力を供給する。蓄電装置１８は、インバータ１４に接続され、電力の充電および放電を行う。蓄電装置１８は、例えばリチウムイオン二次電池によって構成されている。蓄電装置１８の正極側の端子は、正極側の直流母線１６Ａに接続されている。蓄電装置１８の負極側の端子は、負極側の直流母線１６Ｂに接続されている。蓄電装置１８は、アシスト発電モータ１２から供給される電力によって充電される。蓄電装置１８は、アシスト発電モータ１２に電力を供給して放電する。蓄電装置１８には、コントローラ１９の残留充電量演算器１９Ａが接続されている。

コントローラ１９は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。コントローラ１９は、図４に示す放電モード処理のプログラムが格納された記憶部（図示せず）を備えている。廃棄放電モードスイッチ２０が操作状態（ＯＮ状態）となって蓄電装置１８を廃棄する場合には、コントローラ１９は、放電モード処理のプログラムを実行し、蓄電装置１８を放電させる。

コントローラ１９の入力側は、蓄電装置１８、廃棄放電モードスイッチ２０に接続されている。コントローラ１９の出力側は、エンジン７、インバータ１４、リレー１７に接続されている。コントローラ１９は、蓄電装置１８の残留充電量Ｘを演算し、廃棄放電モードスイッチ２０の状態に応じて蓄電装置１８を放電させる。

具体的には、コントローラ１９は、残留充電量Ｘを演算する残留充電量演算器１９Ａと、廃棄放電モードスイッチ２０の状態に応じて蓄電装置１８を放電させる放電モード判定器１９Ｂとを備えている。残留充電量演算器１９Ａは、例えば蓄電装置１８から出力電圧等に基づいて蓄電装置１８の残留充電量Ｘを演算する。放電モード判定器１９Ｂは、廃棄放電モード信号Ｓcと残留充電量Ｘとに基づいて、放電モードに含まれる３つのモード（「負荷放電モード」、「ＤＣ放電モード」、「廃棄放電終了モード」）のうちいずれか１つを決定する。コントローラ１９は、決定されたモードに応じて、廃棄エンジン回転数信号Ｓb、動作モードＭ1〜Ｍ3、リレー停止信号Ｓdを出力する。

コントローラ１９は、エンジン７（エンジンコントローラ８）に廃棄エンジン回転数信号Ｓbを出力する。コントローラ１９は、インバータ１４（インバータコントローラ１５）に動作モードＭ1〜Ｍ3を出力する。コントローラ１９は、リレー１７にリレー停止信号Ｓdを出力する。

廃棄エンジン回転数信号ＳbがＯＮの場合は、エンジン回転数信号Ｓaによって設定された目標回転数となるように、エンジン７は回転数制御される。リレー停止信号ＳdがＯＦＦの場合、リレー１７は接続状態（ＯＮ）になる。リレー停止信号ＳdがＯＮの場合、リレー１７は遮断状態（ＯＦＦ）になる。

廃棄放電モードスイッチ２０が非操作状態（ＯＦＦ状態）で廃棄放電モード信号ＳcがＯＦＦの場合は、コントローラ１９は、アシスト発電モータ１２が力行駆動または発電駆動するように、蓄電装置１８を放電または充電させる。廃棄放電モードスイッチ２０が操作状態（ＯＮ状態）で廃棄放電モード信号ＳcがＯＮの場合は、コントローラ１９は、蓄電装置１８を放電させる。コントローラ１９は、廃棄放電モード信号ＳcがＯＮで残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0以上の場合、エンジン７を負荷としてアシスト発電モータ１２を駆動して蓄電装置１８の電荷を放電させる。コントローラ１９は、廃棄放電モード信号ＳcがＯＮで残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0未満の場合、エンジン７を停止させると共に、インバータ１４をチョッパ動作させて蓄電装置１８の電荷をアシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに放電させる。

廃棄放電モードスイッチ２０は、オペレータにより操作される。廃棄放電モードスイッチ２０は、蓄電装置１８を廃棄する場合に、オペレータによって非操作状態（ＯＦＦ状態）から操作状態（ＯＮ状態）に切り替えられる。廃棄放電モードスイッチ２０は、コントローラ１９に接続されている。廃棄放電モードスイッチ２０は、廃棄放電モード信号Ｓcを出力する。

次に、コントローラ１９（放電モード判定器１９Ｂ）による放電モード処理の内容について、図３を参照して説明する。

ステップＳ１では、廃棄放電モード信号ＳcがＯＮか否かを判定する。廃棄放電モード信号ＳcがＯＦＦの場合は、ステップＳ１で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ１でそのまま待機する。このとき、蓄電装置１８を廃棄しないため、コントローラ１９は、放電モードに遷移しない。

一方、廃棄放電モード信号ＳcがＯＮの場合には、ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、コントローラ１９は、放電モードの「負荷放電モード」に遷移する。これにより、コントローラ１９は、負荷放電モード処理を実行する。具体的には、コントローラ１９は、廃棄エンジン回転数信号ＳbをＯＦＦからＯＮに切り替えると共に、動作モードＭ1を出力する。このとき、コントローラ１９は、エンジン７を負荷としてアシスト発電モータ１２を力行駆動させ、蓄電装置１８を放電させる。

ステップＳ３では、残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0未満か否かを判定する。所定の充電量Ｘ0は、エンジン７の停止動作で生じるアシスト発電モータ１２の起電力によって蓄電装置１８の充電量が増加しない値（例えば１０％以上１５％以下）に設定されている。具体的には、所定の充電量Ｘ0は、エンジン７の停止動作で生じるアシスト発電モータ１２の起電力によって蓄電装置１８の充電量が増加しない値であって、できるだけ小さい値に設定されている。これにより、蓄電装置１８の残留充電量Ｘを、できるだけ短時間で低下させることができる。

残留充電量Ｘが充電量Ｘ0以上の場合（Ｘ≧Ｘ0）は、ステップＳ３で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３でそのまま待機する。残留充電量Ｘが充電量Ｘ0未満の場合（Ｘ＜Ｘ0）は、ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、コントローラ１９は、放電モードの「ＤＣ放電モード」に遷移する。これにより、コントローラ１９は、ＤＣ放電モード処理を実行する。具体的には、コントローラ１９は、廃棄エンジン回転数信号ＳbをＯＮからＯＦＦに切り替えると共に、動作モードＭ2を出力する。このとき、コントローラ１９は、エンジン７を停止させると共に、インバータ１４をチョッパ動作させて蓄電装置１８の電荷をアシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに放電させる。

ステップＳ５では、残留充電量Ｘが０％以下か否かを判定する。残留充電量Ｘが０％よりも大きい場合（Ｘ＞０）には、ステップＳ５で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ５でそのまま待機する。残留充電量Ｘが０％以下の場合（Ｘ≦０）は、ステップＳ５で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、コントローラ１９は、放電モードの「廃棄放電終了モード」に遷移する。これにより、コントローラ１９は、廃棄放電終了モード処理を実行する。具体的には、コントローラ１９は、リレー停止信号ＳdをＯＦＦからＯＮに切り替えると共に、動作モードＭ3を出力する。このとき、コントローラ１９は、蓄電装置１８の放電を終了させると共に、リレー１７を接続状態から遮断状態に切り替える。ステップＳ６が終了すると、コントローラ１９は、処理を終了する。

次に、実施の形態による油圧ショベル１の放電モード処理を、図５の動作例を参照して説明する。図５は、エンジン回転数信号Ｓa、廃棄放電モード信号Ｓc、廃棄エンジン回転数信号Ｓb、エンジン回転数、残留充電量Ｘ、リレー停止信号Ｓd、リレー１７、アシスト発電モータ１２の回転数、放電電流、放電モード、インバータ１４の動作モードＭ1〜Ｍ3について、これらの時間変化を示している。

時刻ｔ1では、オペレータは油圧ショベル１を起動する。これにより、リレー１７は遮断状態（ＯＦＦ）から接続状態（ＯＮ）に切り替わる。

時刻ｔ2では、オペレータはエンジン制御ダイヤル１１を操作する。このとき、エンジン回転数信号Ｓaは、ＯＦＦからＯＮに切り替わる。コントローラ１９は、動作モードＭ1を出力し、インバータ１４は、動作モードＭ1で動作する。これにより、エンジン７とアシスト発電モータ１２は、エンジン制御ダイヤル１１に従った目標回転数で力行駆動または発電駆動する。従って、蓄電装置１８の残留充電量Ｘは、適宜変化する。このとき、蓄電装置１８を廃棄しないため、コントローラ１９は、放電モードに遷移しない。

時刻ｔ3では、オペレータは廃棄放電モードスイッチ２０を操作する。このとき、廃棄放電モード信号Ｓcは、ＯＦＦからＯＮに切り替わる。このため、コントローラ１９は、放電モード処理のステップＳ２を実行する。コントローラ１９は、放電モードの「負荷放電モード」に遷移する。エンジン回転数信号Ｓaは、ＯＮからＯＦＦに切り替わる。廃棄エンジン回転数信号Ｓbは、ＯＦＦからＯＮに切り替わる。アシスト発電モータ１２は、負荷が最大でかかるトルクで力行駆動する。このとき、放電電流が蓄電装置１８からアシスト発電モータ１２に流れて、残留充電量Ｘは低下する。

時刻ｔ4では、残留充電量Ｘは、徐々に低下して所定の充電量Ｘ0未満になる。このとき、コントローラ１９は、放電モード処理のステップＳ４を実行する。コントローラ１９は、放電モードの「ＤＣ放電モード」に遷移する。廃棄エンジン回転数信号Ｓbは、ＯＮからＯＦＦに切り替わる。コントローラ１９は、動作モードＭ2を出力し、インバータ１４は、動作モードＭ2に基づいてチョッパ動作する。これにより、コントローラ１９は、エンジン７を停止させると共に、インバータ１４をチョッパ動作させて蓄電装置１８の電荷をアシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに放電させる。このとき、放電電流が蓄電装置１８からアシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに流れて、残留充電量Ｘは低下する。

時刻ｔ5では、残留充電量Ｘは、徐々に低下して０％以下になる。このとき、コントローラ１９は、放電モード処理のステップＳ６を実行する。コントローラ１９は、放電モードの「廃棄放電終了モード」に遷移する。コントローラ１９は、動作モードＭ3を出力する。インバータ１４は動作モードＭ3で動作し、スイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆは全てＯＦＦになる。リレー停止信号Ｓdは、ＯＦＦからＯＮに切り替わる。リレー１７は、接続状態から遮断状態に切り替わる。これにより、放電電流は停止する。このとき、エンジン回転数信号Ｓa、廃棄放電モード信号Ｓc、廃棄エンジン回転数信号Ｓbは、いずれもＯＦＦになる。

かくして、実施の形態によれば、コントローラ１９は、蓄電装置１８を廃棄する場合であって残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0以上のときに、エンジン７を負荷としてアシスト発電モータ１２（電動機）を駆動して蓄電装置１８の電荷を放電させる。また、コントローラ１９は、蓄電装置１８を廃棄する場合であって残留充電量Ｘが所定の充電量Ｘ0未満のときに、エンジン７を停止させると共に、インバータ１４をチョッパ動作させて蓄電装置１８の電荷をアシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに放電させる。

これにより、残留充電量Ｘが充電量Ｘ0よりも大きい場合は、エンジン７を負荷としてアシスト発電モータ１２を駆動することによって、エンジン７を停止させた場合に比べて、蓄電装置１８の残留充電量Ｘを、短時間で低下させることができる。

一方、残留充電量Ｘが充電量Ｘ0よりも小さい場合は、コントローラ１９は、エンジン７を停止させる。これにより、蓄電装置１８に対してアシスト発電モータ１２からの電力供給がなくなる。これに加え、コントローラ１９は、インバータ１４をチョッパ動作させる。このとき、インバータ１４の上アームの任意の１つのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ａ）はＰＷＭ制御される。上アームとは異なる相の任意の１つの下アームのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｅ）は常時ＯＮになる。残りのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｆ）は常時ＯＦＦになる。これにより、コントローラ１９は、インバータ１４をチョッパ動作させる場合に、インバータ１４が有する複数のスイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆを制御して、アシスト発電モータ１２の３相のうち２相の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに蓄電装置１８から電流を流す。この結果、蓄電装置１８の電荷は、アシスト発電モータ１２の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに放電される。従って、残留充電量Ｘが充電量Ｘ0よりも小さい場合は、アシスト発電モータ１２を力行制御する必要がなくなる。これに加えて、蓄電装置１８の電荷を完全に放電することができる。

また、所定の充電量Ｘ0は、エンジン７の停止動作で生じるアシスト発電モータ１２の起電力によって蓄電装置１８の充電量が増加しない値（例えば１０％以上１５％以下）に設定されている。これにより、エンジン７の停止動作によって、蓄電装置１８の充電量が増加することがない。この結果、蓄電装置１８の残留充電量Ｘを、できるだけ短時間で低下させることができる。

油圧ショベル１は、コントローラ１９に接続され、蓄電装置１８を廃棄する場合に操作状態となる廃棄放電モードスイッチ２０を備えている。このため、コントローラ１９は、廃棄放電モードスイッチ２０が操作状態にあるか否かに応じて、蓄電装置１８を廃棄するか否かを把握することができる。

なお、前記実施の形態では、蓄電装置１８はリチウムイオン二次電池である場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、蓄電装置は、他の材料からなる二次電池でもよく、キャパシタでもよい。

前記実施の形態では、スイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆがチョッパ動作する場合は、上アームの任意の１つのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ａ）は、ＰＷＭ制御され、上アームとは異なる相の任意の１つの下アームのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｅ）は、常時ＯＮになるものとした。本発明はこれに限らず、スイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆがチョッパ動作する場合は、上アームの任意の１つのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ａ）が常時ＯＮになり、上アームとは異なる相の任意の１つの下アームのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｅ）がＰＷＭ制御されてもよい。このとき、残りのスイッチング素子（例えばスイッチング素子１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｆ）は、常時ＯＦＦになる。

前記実施の形態では、スイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆがチョッパ動作する場合は、アシスト発電モータ１２の２相の巻線コイル１２Ａ，１２Ｂに電流を流すものとした。本発明はこれに限らず、スイッチング素子１４Ａ〜１４Ｆがチョッパ動作する場合は、アシスト発電モータ１２の２相の巻線コイル１２Ａ，１２Ｃに電流を流してもよく、２相の巻線コイル１２Ｂ，１２Ｃに電流を流してもよい。

前記実施の形態では、コントローラ１９は、廃棄放電モードスイッチ２０が非操作状態から操作状態に切り替えられた場合に、蓄電装置１８を廃棄するものと判定した。本発明はこれに限らず、例えばタッチパネル付きのモニタ装置がキャブ１０内に設けられ、コントローラ１９は、モニタ装置のタッチパネルが所定の操作をされた場合に、蓄電装置１８を廃棄するものと判定してもよい。

前記実施の形態では、建設機械として油圧ショベル１を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、例えばホイールローダのような各種の建設機械に適用可能である。

１ 油圧ショベル（建設機械）
５ 作業装置
７ エンジン
９ 油圧ポンプ
１２ アシスト発電モータ（電動機）
１２Ａ〜１２Ｃ 巻線コイル
１４ インバータ
１４Ａ〜１４Ｆ スイッチング素子
１７ リレー
１８ 蓄電装置
１９ コントローラ
１９Ａ 残留充電量演算器
１９Ｂ 放電モード判定器
２０ 廃棄放電モードスイッチ

Claims (4)

1. 油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプを駆動する電動機と、
   前記油圧ポンプおよび前記電動機と連結されたエンジンと、
   前記電動機を駆動させるための電力を供給する蓄電装置と、
   前記電動機に供給する電力を制御するインバータと、
   前記蓄電装置の残留充電量を演算し、前記蓄電装置を廃棄する場合に前記蓄電装置を放電させるコントローラと、を備えた建設機械において、
   前記コントローラは、
   前記蓄電装置を廃棄する場合であって前記残留充電量が所定の充電量以上のときに、前記エンジンを負荷として前記電動機を駆動して前記蓄電装置の電荷を放電させ、
   前記蓄電装置を廃棄する場合であって前記残留充電量が所定の充電量未満のときに、前記エンジンを停止させると共に、前記インバータをチョッパ動作させて前記蓄電装置の電荷を前記電動機の巻線コイルに放電させることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載された建設機械において、
   前記コントローラは、
   前記インバータをチョッパ動作させる場合に、前記インバータが有する複数のスイッチング素子を制御して、前記電動機の２相の巻線コイルに前記蓄電装置から電流を流すことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載された建設機械において、
   前記所定の充電量は、前記エンジンの停止動作で生じる前記電動機の起電力によって前記蓄電装置の充電量が増加しない値に設定されていることを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載された建設機械において、
   前記コントローラに接続され、前記蓄電装置を廃棄する場合に操作状態となる廃棄放電モードスイッチを備えたことを特徴とする建設機械。

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