(57)【要約】【課題】低温時にも適切に動作可能な旋回用電動機及び蓄電系を備え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、上部旋回体３と、作業アタッチメントと、エンジン１１と、エンジン１１に連結された電動発電機１２と、電動発電機１２と連結し作業アタッチメントに作動油を供給するメインポンプ１４と、上部旋回体３に搭載される旋回用電動機２１と、キャパシタ１９と、キャパシタ１９と旋回用電動機２１とを電気的に接続するＤＣバス１１０と、コントローラ３０と、を有し、コントローラ３０は、温度の低下に応じて、キャパシタ１９の充放電制限値を低減させ、且つ、キャパシタ１９が旋回用電動機２１に供給する電力の最大値である放電要求値を変化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
上部旋回体と、
作業アタッチメントと、
エンジンと、
前記エンジンに連結された電動発電機と、
前記電動発電機と連結し前記作業アタッチメントに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記上部旋回体に搭載される旋回用電動機と、
蓄電器と、
前記蓄電器と前記旋回用電動機とを電気的に接続するＤＣバスと、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、温度の低下に応じて、前記蓄電器の充放電制限値を低減させ、且つ、前記蓄電器が前記旋回用電動機に供給する電力の最大値である放電要求値を変化させる、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、温度の低下に応じて、前記蓄電器の充電率の変化に対する前記充放電制限値のそれぞれの変化を低減させ、且つ、前記充電率の変化に対する前記放電要求値の変化を低減させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、温度の低下に応じて、放電開始充電率を低減させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、温度の低下に応じて旋回速度制限値を低下させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記制御装置は、前記旋回速度制限値の低下に応じて旋回トルク制限値を低下させる、
請求項４に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記旋回速度制限値の低下に応じて前記油圧ポンプの吐出量を低減させる、
請求項４に記載のショベル。
【請求項７】
前記制御装置は、旋回回生時に、温度の低下に応じて前記放電要求値を低減させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記制御装置は、旋回力行時に、温度の低下に応じて前記放電要求値を低減させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項９】
前記作業アタッチメントを駆動する油圧駆動系と、を有し、
前記制御装置は、前記油圧駆動系の暖機中に、前記蓄電器を充放電させて前記蓄電器を暖機する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記油圧駆動系の暖機中で且つ前記蓄電器の暖機中に、前記電動発電機を発電機として作動させる場合に、前記油圧駆動系を構成する前記油圧ポンプの吸収馬力を低減させる、
請求項９に記載のショベル。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記油圧駆動系の暖機中で且つ前記蓄電器の暖機中に、前記電動発電機を電動機として作動させる場合に、前記油圧駆動系を構成する前記油圧ポンプの吸収馬力を増大させる、
請求項９に記載のショベル。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記油圧駆動系の暖機中であるか否かを判定する、
請求項９に記載のショベル。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記蓄電器に関する温度が所定温度以下であり、且つ、旋回操作及び走行操作が行われていない場合に、前記蓄電器の暖機を開始させる、
請求項９に記載のショベル。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記蓄電器に関する温度が所定温度以上となった場合、或いは、旋回操作又は走行操作が行われた場合に、前記蓄電器の暖機を停止させる、
請求項９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、旋回用電動機及び蓄電系を備えるショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリに接続される電動発電機、旋回用油圧モータからの戻り油で回転する油圧モータ、エンジン駆動のメインポンプ、メインポンプをアシストするアシストポンプを備えたハイブリッド建設機械が知られている（特許文献１参照。）。このハイブリッド建設機械は、旋回を停止させるときに旋回用油圧モータから戻り油で発電し、発電した電力をバッテリに充電させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４１５３９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、回生発電を抑制すると電気的な制動力が得られない。
【０００５】
上述に鑑み、低温時にも適切に動作可能な旋回用電動機及び蓄電系を備え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、上部旋回体と、作業アタッチメントと、エンジンと、前記エンジンに連結された電動発電機と、前記電動発電機と連結し前記作業アタッチメントに作動油を供給する油圧ポンプと、前記上部旋回体に搭載される旋回用電動機と、蓄電器と、前記蓄電器と前記旋回用電動機とを電気的に接続するＤＣバスと、制御装置と、を有し、前記制御装置は、温度の低下に応じて、前記蓄電器の充放電制限値を低減させ、且つ、前記蓄電器が前記旋回用電動機に供給する電力の最大値である放電要求値を変化させる。
【発明の効果】
【０００７】
上述の手段により、低温時にも適切に動作可能な旋回用電動機及び蓄電系を備えるショベルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ショベルの側面図である。
【図２】図１の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】要求値導出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】ＳＯＣ・要求値対応テーブルの一例を説明する図である。
【図６】旋回力行時処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】旋回回生時処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】旋回停止時処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】ポンプ最大出力増減処理を説明する概念図である。
【図１０】ＳＯＣ・要求値対応テーブルの別の例を示す図である。
【図１１】放電要求線の別の例を示す図である。
【図１２】キャパシタのＳＯＣと旋回速度制限値との関係を示す図である。
【図１３】旋回速度制限値と旋回トルク制限値及びポンプ電流制限値との関係を示す図である。
【図１４】ＳＯＣ・要求値対応テーブルのさらに別の例を示す図である。
【図１５】油圧回路の構成例を示す概略図である。
【図１６】蓄電系の暖機開始条件を説明する図である。
【図１７】蓄電系暖機処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】放電（アシスト）処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】充電（発電）処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】キャパシタ入出力、ＳＯＣ、キャパシタ電圧、及びキャパシタ電流の推移を示す図である。
【図２１】蓄電系の暖機停止条件を説明する図である。
【図２２】吸収馬力増減処理を説明する概念図である。
【図２３】蓄電系暖機処理中の各種パラメータの時間的推移の一例を示す図である。
【図２４】蓄電系暖機処理中の各種パラメータの時間的推移の別の一例を示す図である。
【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建設機械の一例であるショベルを示す側面図である。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、作業アタッチメントの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。メインポンプ１４とコントロールバルブ１７内の各バルブとは並列接続されていてもよい。
【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、本実施例では斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００１３】
レギュレータ１４ａは、メインポンプ１４の吐出量を制御する装置である。本実施例では、レギュレータ１４ａは、コントローラ３０からの指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調整してメインポンプ１４の吐出量を制御する。
【００１４】
コントロールバルブ１７は、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。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、バケットシリンダ９等の油圧アクチュエータは、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。なお、油圧系は、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、バケットシリンダ９、メインポンプ１４、コントロールバルブ１７を含む。
【００１５】
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とで負荷駆動系としての電動旋回系が構成される。旋回用電動機２１は旋回駆動の機能を有し上部旋回体３を回転させる。旋回系として油圧の駆動・ブレーキ系を備える構成でもよい。本実施例は特に旋回駆動に油圧を用いない構成で顕著な効果を発揮する。以下、旋回駆動に油圧を用いない構成について説明する。
【００１６】
操作装置２６は、操作量に関連した情報を生成する。情報はそのまま或いは変換されて駆動装置又はその他の装置に対して直接的に或いはコントローラ３０等を介在させて間接的に供給され得る。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。
【００１７】
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。
【００１８】
吐出圧センサ２９Ａは、メインポンプ１４の吐出圧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。
【００１９】
温度センサＭ２、Ｍ３は、蓄電系１２０の温度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。本実施例では、温度センサＭ２、Ｍ３は、サーミスタで構成され、検出値をコントローラ３０に対して出力する。
【００２０】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。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駆動制御用のプログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。
【００２１】
また、コントローラ３０は、例えば、圧力センサ２９、吐出圧センサ２９Ａ、温度センサＭ２、及び温度センサＭ３からの検出値を受けて各種演算を実行し、エンジン１１、レギュレータ１４ａ、蓄電系１２０等に各種指令を出力する。例えば、コントローラ３０は、温度センサＭ２の検出値に基づいて蓄電系１２０の温度が所定温度未満であると判断した場合に蓄電系１２０の暖機を開始させる。また、コントローラ３０は、圧力センサ２９及び吐出圧センサ２９Ａの検出値に基づいて油圧駆動系の暖機が開始されたと判断した場合であっても、蓄電系１２０の暖機を継続させる。なお、油圧駆動系の暖機及び蓄電系１２０の暖機に関する詳細な説明は後述される。
【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である。本実施例では、キャパシタ１９は、リチウムイオンキャパシタである。
【００２３】
蓄電系１２０には、キャパシタ電圧値を検出するためのキャパシタ電圧検出部１１２と、キャパシタ電流値を検出するためのキャパシタ電流検出部１１３が設けられている。キャパシタ電圧値とキャパシタ電流値は、コントローラ３０に供給される。
【００２４】
キャパシタ電圧値は、キャパシタ１９の端子電圧に相当する。キャパシタ１９の開放電圧をＶｃ［Ｖ］とし、キャパシタ１９の内部抵抗をＲ［Ω］とし、キャパシタ１９から昇降圧コンバータ１００に流れる放電電流の大きさをＩｄ［Ａ］とすると、キャパシタ１９の放電時の端子電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖｃ−Ｒ×Ｉｄで表され、キャパシタ１９の放電電力Ｗ１は、Ｗ１＝Ｖ１×Ｉｄで表される。また、昇降圧コンバータ１００からキャパシタ１９に流れる充電電流の大きさをＩｃとすると、キャパシタ１９の充電時の端子電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖｃ＋Ｒ×Ｉｃで表され、キャパシタ１９の充電電力Ｗ２は、Ｗ２＝Ｖ２×Ｉｃで表される。
【００２５】
また、キャパシタ１９の放電時の発熱量Ｑ１はＩｄ２×Ｒで表され、充電時の発熱量Ｑ２はＩｃ２×Ｒで表される。
【００２６】
また、キャパシタ１９の充電率（ＳＯＣ）は、キャパシタ１９の最小電圧をＶｍｉｎとし、最大電圧をＶｍａｘとすると、以下の式で表される。
【００２７】
【数１】
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以上の関係から、キャパシタ１９のＳＯＣが高いことは開放電圧Ｖｃが高いことを意味し、所定の放電電力Ｗ１を実現する場合の放電電流Ｉｄが小さくて済み、放電時の発熱量Ｑ１も小さくなるため、放電効率が高い。同様に、所定の充電電力Ｗ２を実現する場合の充電電流Ｉｃが小さくて済み、充電時の発熱量Ｑ２も小さくなるため、充電効率が高い。
【００２８】
また、蓄電系１２０に設けられている温度センサＭ２は、キャパシタ１９の温度（キャパシタ温度）を検出する。温度センサＭ３は、昇降圧コンバータ１００の温度を検出する。キャパシタ温度は、キャパシタ１９の温度の適当な基準に対する相対値が分かる態様で検出されればよく、通常は直接測定される。キャパシタ温度に関連する情報が用いられてもよい。例えば、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。気温等の環境温度でもよい。例えば、温度センサＭ２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、キャパシタ温度を検出し、その検出値をコントローラ３０に対して出力する。
【００２９】
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のそれぞれ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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、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。具体的には、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）に対応してキャパシタ１９の充放電制御を行う。
【００３２】
昇降圧コンバータ１００の制御では、ＤＣバス電圧値、キャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流値が考慮される。
【００３３】
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。
【００３４】
上述のような構成のショベルにおいて、コントローラ３０は、キャパシタ１９が所定の充電率（ＳＯＣ）を維持できるように或いは維持され易いようにキャパシタ１９を充放電させる。この所定のＳＯＣは、キャパシタ１９を取り巻く環境に応じて適切な範囲に変化させると後述するメリットがある。少なくとも、キャパシタ１９が各種電気負荷との間で電力をやり取りしても受け入れたとしても過充電、過放電とならないような範囲に維持する。その上で、ＳＯＣの運用としてキャパシタ１９のＳＯＣを所定のＳＯＣレベル（例えば７０％）に維持してもよい。このレベルが高いほど高いエネルギを保持できる。但し、後述するように環境温度が低く、キャパシタ１９の温度が低いような場合は比較的低いレベルの方が好ましいこともある。
【００３５】
なお、「キャパシタ１９の充電以外の目的」は、エンジン１１に意図的に負荷を掛けることを含む。また、任意のタイミングで電動発電機１２を発電機として機能させることでエンジン１１に意図的に負荷を掛けることにより、コントローラ３０は、エンジン１１の出力を任意のタイミングで増大させることができる。エンジン１１は負荷が増大した場合に所定回転数を維持しようとして出力を増大させるためである。そのため、コントローラ３０は、エンジン１１に油圧負荷が掛かる前に、エンジン１１の出力を瞬間的に増大させることによって、油圧負荷が実際に掛かったときに出力不足によってエンジン１１の回転数が低下するのを防止できる。
【００３６】
キャパシタ１９のＳＯＣは、キャパシタ電圧値に基づいて算出される。キャパシタ１９の内部抵抗を計測することによって導き出されてもよく、他の任意の公知の方法を用いて導き出されてよい。
【００３７】
コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣの現在値に基づいて充電要求値及び放電要求値を決定し、キャパシタ１９の充放電を制御する。コントローラ３０は、電動発電機１２に充電要求値に相当する電力（発電自体はそれ以上の電力を発電してもよい。）で発電させ、充電要求値に相当する電力でキャパシタ１９を充電させる。充電要求値は、現在のＳＯＣ、電動機、発電機の状態によって変化する構成でもよい。充電要求値を値ゼロとした場合、キャパシタ１９を充電させない。但し、他の目的のために電動発電機１２を発電機として機能させることを禁止することはない。
【００３８】
また、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が力行運転している場合には、放電要求値に基づいてキャパシタ１９の電力を放電させる（旋回やアシストに必要な電力が低ければ放電要求値以下の電力が放電されることもある。）。放電要求値は、現在のＳＯＣ、電動機、発電機の状態によって変化する構成でもよい。旋回用電動機２１の駆動に要する出力［ｋＷ］が放電要求値に相当する電力より大きければ、電動発電機１２を発電機として機能させる。電動発電機１２が発電する電力とキャパシタ１９が放電する電力とで旋回用電動機２１を駆動させるためである。また、コントローラ３０は、放電要求値を値ゼロとした場合、キャパシタ１９を放電させない。
【００３９】
ここで、図４を参照し、コントローラ３０がキャパシタ１９のＳＯＣに基づいて充電要求値及び放電要求値を導き出す処理（以下、「要求値導出処理」とする。）について説明する。なお、図４は、要求値導出処理の流れを示すフローチャートであり、コントローラ３０は、所定の制御周期で繰り返しこの要求値導出処理を実行する。
【００４０】
最初に、コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣを取得する（ステップＳ１）。
【００４１】
また、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の状態を検出する（ステップＳ２）。レゾルバ２２の出力に基づいて算出される旋回速度から旋回用電動機２１の運転状態と停止状態とを判別する。インバータ２０を流れる電流に基づいて算出される旋回トルクと旋回速度から旋回用電動機２１の力行運転状態と回生運転状態とを判別する。
【００４２】
また、ステップＳ１及びステップＳ２は順不同であり、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の状態を検出した後でキャパシタ１９のＳＯＣを取得してもよく、２つの処理を同時に実行してもよい。
【００４３】
その後、コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣ及び旋回用電動機２１の状態に基づいて充電要求値を導き出す（ステップＳ３）。このとき、内部メモリに格納されたＳＯＣ・要求値対応テーブルを参照してもよい。
【００４４】
また、キャパシタ１９のＳＯＣ及び旋回用電動機２１の状態に基づいて放電要求値を導き出す（ステップＳ４）。本実施例では、コントローラ３０は、充電要求値を導出する場合に用いたＳＯＣ・要求値対応テーブルを参照してもよい。
【００４５】
図５は、ＳＯＣ・要求値対応テーブルの一例を説明する図である。図５は、キャパシタ１９のＳＯＣと放電要求値及び充電要求値との関係を示すグラフであり、横軸がＳＯＣ［％］に対応し、縦軸が要求値に対応する。なお、図５では、放電要求値を正値とし、充電要求値を負値とする。また、図５の充電要求値は、キャパシタ１９の充電のために電動発電機１２を発電機として機能させるためのものである。旋回用電動機２１の回生電力は、充電要求値に応じた電動発電機１２の発電電力による充電とは別にキャパシタ１９に充電される。
【００４６】
図５の破線で示す充電要求線ＣＬ１は、旋回用電動機２１が力行運転状態の場合に採用される充電要求値の推移を表す。また、ＳＯＣが４０［％］以下の場合に充電要求値が値Ｃ１となり、さらにＳＯＣが低下しても値Ｃ１で一定である。ＳＯＣが４０［％］を超えて４５［％］に至るまで徐々に値ゼロに近づき、ＳＯＣが４５［％］以上の場合に値ゼロ（ゼロ付近を含む。以下同じ。）となることを表す。充電要求線ＣＬ１が採用された場合、ＳＯＣは、４０［％］以下のときには４０［％］を超えるときに比べて増大され易い。したがって、ＳＯＣが相対的に低い場合から充電率が増加し、４０〜４５［％］の間で維持され易い。また、ＳＯＣがさらに低下しても値Ｃ１が比較的低めに設定されるため、発電量を低めに抑え、エンジン出力が油圧負荷、旋回負荷に振り向けられ易くする。
【００４７】
また、図５の一点鎖線で示す充電要求線ＣＬ２は、旋回用電動機２１が回生運転状態の場合に採用される充電要求値の推移を表す。また、ＳＯＣが４０［％］以下の場合に充電要求値が値Ｃ２となり、さらにＳＯＣが低下しても値Ｃ２で一定である。ＳＯＣが４０［％］を超えて６０［％］に至るまで徐々に値ゼロに近づき、ＳＯＣが６０［％］以上の場合に値ゼロとなることを表す。充電要求線ＣＬ２が採用された場合、ＳＯＣは、４０［％］以下のときには４０［％］を超えるときに比べて増大され易い。また、ＳＯＣは４５〜６０［％］付近で維持され易い。また、ＳＯＣがさらに低下しても値Ｃ２が比較的低めに設定されるため、発電量を低めに抑え、エンジン出力が油圧負荷、旋回負荷に振り向けられ易くする。値Ｃ１より値Ｃ２の場合のほうが充電され易いが、これは旋回が回生中であるため旋回負荷への発電量をあまり考慮しなくてもよいからである。
【００４８】
また、図５の二点鎖線で示す充電要求線ＣＬ３は、旋回用電動機２１が停止状態の場合に採用される充電要求値の推移を表す。また、ＳＯＣが４０［％］以下の場合に充電要求値が値Ｃ３となり、ＳＯＣが４０［％］を超えて６０［％］に至るまで徐々に値ゼロに近づき、ＳＯＣが６０［％］以上の場合に値ゼロとなることを表す。充電要求線ＣＬ３が採用された場合、ＳＯＣは、４０［％］以下のときには４０［％］を超えるときに比べて増大され易い。したがって、４５〜６０［％］の間で維持され易い。また、ＳＯＣがさらに低下しても値Ｃ３が比較的低めに設定されるため、発電量を低めに抑え、エンジン出力が油圧負荷、旋回負荷に振り向けられ易くする。値Ｃ３のレベルは値Ｃ２より低く、値Ｃ１より大きい。これは旋回停止中であることを考慮したものである。
【００４９】
また、図５の破線で示す放電要求線ＤＬ１は、旋回用電動機２１が力行運転状態の場合に採用される放電要求値の推移を表す。また、ＳＯＣが６０［％］以下の場合に放電要求値が値ゼロとなり、ＳＯＣが６０［％］を超えて１００［％］に至るまで一定の割合で増加し、ＳＯＣが１００［％］に達した場合に値Ｄ１となることを表す。放電要求線ＤＬ１が採用された場合、ＳＯＣは高いレベルのときほど多く放電することができ電動機（例えば旋回）の駆動力を大きくできる。その分、ＳＯＣは低減され易く、６０［％］付近で維持され易い。
【００５０】
また、図５の一点鎖線で示す放電要求線ＤＬ２は、旋回用電動機２１が回生運転状態の場合に採用される放電要求値の推移を表す。また、ＳＯＣが７０［％］以下の場合に放電要求値が値ゼロとなり、ＳＯＣが７０［％］を超えて８０［％］に至るまで一定の割合で増加し、ＳＯＣが８０［％］以上の場合に値Ｄ２となることを表す。放電要求線ＤＬ２が採用された場合、ＳＯＣは、８０［％］以上のときには８０［％］未満のときに比べて多く放電することができ電動機（例えばアシスト）の駆動力を大きくできる。その分、ＳＯＣは低減され易く、７０〜８０［％］の間、特に７０［％］付近で維持され易い。
【００５１】
また、図５の二点鎖線で示す放電要求線ＤＬ３は、旋回用電動機２１が停止状態の場合に採用される放電要求値の推移を表す。また、ＳＯＣが７０［％］以下の場合に放電要求値が値ゼロとなり、ＳＯＣが７０［％］を超えて８５［％］に至るまで一定の割合で増加し、ＳＯＣが８５［％］以上の場合に値Ｄ３となることを表す。放電要求線ＤＬ３が採用された場合、ＳＯＣは、８５［％］以上のときには８５［％］未満のときに比べて電動機の駆動力を大きくできるがその分ＳＯＣは低減され易い。したがって、７０〜８５［％］の間、特に７０［％］付近で維持され易い。
【００５２】
図５のグラフは、キャパシタ１９の現在のＳＯＣが７０［％］で且つ旋回用電動機２１の現在の状態が力行運転状態であれば、充電要求値が値ゼロで且つ放電要求値がＤ４であることを表す。キャパシタ１９の現在のＳＯＣが３０［％］で且つ旋回用電動機２１の現在の状態が回生運転状態であれば、充電要求値がＣ２で且つ放電要求値が値ゼロであることを表す。このように、電動発電機１２の発電及び旋回回生によるキャパシタ１９の充電と、電動発電機１２のアシスト及び旋回力行のためのキャパシタ１９の放電とは、特定の放電要求線と充電要求線に基本的にしたがって実行される。放電に関してはＳＯＣが大きいほど放電し易く、充電に関してはＳＯＣが小さいほど充電され易い領域とＳＯＣが小さくても一定の充電要求値とされている領域が設けられている。このように設定することにより、蓄電系１２０は放電により駆動力を出し易く、発電によりエンジン１１の負荷の増大を抑えるようにされており、作業性が高い形態となっている。
【００５３】
次に、図６を参照し、旋回用電動機２１が力行運転状態の場合に、コントローラ３０が充電要求値及び放電要求値を利用してキャパシタ１９の充放電を制御する処理（以下、「旋回力行時処理」とする。）について説明する。
【００５４】
最初に、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の旋回駆動に必要な出力（以下、「所要出力」とする。）が放電要求値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。放電電力のみで旋回用電動機２１を駆動できるか判断するためである。コントローラ３０は、レゾルバ２２の出力に基づいて算出される旋回速度と、インバータ２０を流れる電流に基づいて算出される旋回トルクの積から所要出力を導き出す。そして、コントローラ３０は、その所要出力と図４の要求値導出処理で導き出した放電要求値とを比較する。
【００５５】
所要出力が放電要求値以下であると判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、キャパシタ１９が放電する電力（放電電力）のみで旋回用電動機２１を駆動させる（ステップＳ１２）。
【００５６】
一方、所要出力が放電要求値より大きいと判定した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、コントローラ３０は、充電要求値が値ゼロであるか否かを判定する（ステップＳ１３）。値ゼロの充電要求値は、用いられた充電要求線に基づいてＳＯＣが所定値以上となっている場合に、これ以上充電しないように制御するために採用されることがある。この場合、キャパシタ１９の充電が停止される。充電要求値がゼロでない場合は、発電電力の一部が充電に当てられる。
【００５７】
充電要求値が値ゼロであると判定した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、所要出力が放電要求値と発電制限値の合計以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。放電電力と発電電力のみで旋回用電動機２１を駆動できるか判断するためである。なお、発電制限値は、電動発電機１２が発電可能な電力の最大値を意味する。
【００５８】
所要出力が放電要求値と発電制限値の合計以下であると判定した場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、コントローラ３０は、放電要求値が値ゼロであるか否かを判定する（ステップＳ１５）。値ゼロの放電要求値は、用いられた放電要求線に基づいてＳＯＣが所定値以下となっている場合に、これ以上放電しないように制御するために採用されることがある。
【００５９】
放電要求値が値ゼロであると判定した場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、コントローラ３０は、電動発電機１２が発電する電力（発電電力）のみで旋回用電動機２１を駆動させる（ステップＳ１６）。
【００６０】
また、放電要求値が値ゼロでないと判定した場合（ステップＳ１５のＮＯ）、コントローラ３０は、キャパシタ１９が放電する放電電力と電動発電機１２が発電する発電電力で旋回用電動機２１を駆動させる（ステップＳ１７）。
【００６１】
また、所要出力が放電要求値と発電制限値の合計より大きいと判定した場合（ステップＳ１４のＮＯ）、コントローラ３０は、キャパシタ１９が放電する放電要求値相当の放電電力より大きい放電電力と、電動発電機１２が発電する発電制限値相当の発電電力で旋回用電動機２１を駆動させる（ステップＳ１９）。発電制限値相当の発電電力と放電要求値相当の放電電力とでは旋回用電動機２１が必要とする所要出力を供給できないためである。但し、旋回出力を抑制するように制御してもよい。キャパシタ１９からの放電を放電要求値相当に抑えることができる。
【００６２】
また、充電要求値が値ゼロでないと判定した場合（ステップＳ１３のＮＯ）、コントローラ３０は、所要出力が発電制限値から充電要求値を差し引いた値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。電動発電機１２だけでは旋回用電動機２１が必要とする所要出力を供給できないかを判断するためである。
【００６３】
所要出力が発電制限値から充電要求値を差し引いた値以上であると判定した場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、コントローラ３０は、キャパシタ１９が放電する放電要求値相当の放電電力より大きい放電電力と、電動発電機１２が発電する発電制限値相当の発電電力とで旋回用電動機２１を駆動させる（ステップＳ１９）。電動発電機１２が発電する充電要求値相当の発電電力でキャパシタ１９を充電させた場合、キャパシタ１９は放電できず、電動発電機１２だけでは旋回用電動機２１が必要とする所要出力を供給できないためである。但し、旋回出力を抑制するように制御してもよい。キャパシタ１９からの放電を放電要求値相当に抑えることができる。
【００６４】
一方、所要出力が発電制限値から充電要求値を差し引いた値未満であると判定した場合（ステップＳ１８のＮＯ）、コントローラ３０は、電動発電機１２が発電する発電電力のみで旋回用電動機２１を駆動させ、且つ、電動発電機１２が発電する充電要求値相当の発電電力でキャパシタ１９を充電させる（ステップＳ２０）。すなわち、電動発電機１２は、所要出力に相当する電力の発電、及び、充電要求値に相当する電力の発電を行う。
【００６５】
次に、図７を参照し、旋回用電動機２１が回生運転状態の場合に、コントローラ３０が充電要求値及び放電要求値を利用してキャパシタ１９の充放電を制御する処理（以下、「旋回回生時処理」とする。）について説明する。
【００６６】
最初に、コントローラ３０は、放電要求値が値ゼロであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００６７】
放電要求値が値ゼロであると判定した場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、すなわち、キャパシタ１９の放電を停止している場合、コントローラ３０は、充電要求値が値ゼロでないか否かを判定する（ステップＳ２２）。キャパシタ１９の充電を停止していないかを判断するためである。
【００６８】
充電要求値が値ゼロでないと判定した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が回生する回生電力の全てと充電要求値に相当する発電電力をキャパシタ１９に充電させる（ステップＳ２３）。
【００６９】
なお、充電要求値が値ゼロであると判定した場合（ステップＳ２２のＮＯ）、発電電力はなく、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が回生する回生電力の全てをキャパシタ１９に充電させる（ステップＳ２４）。
【００７０】
また、放電要求値が値ゼロでないと判定した場合（ステップＳ２１のＮＯ）、コントローラ３０は、回生電力が放電要求値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２５）。キャパシタ１９の充電を行うかを判断するためである。なお、本実施例では、回生電力は負値で表され、放電要求値は正値で表される。そのため、厳密には、コントローラ３０は、回生電力の絶対値が放電要求値より大きいか否かを判定する。
【００７１】
回生電力が放電要求値より大きいと判断した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、コントローラ３０は、回生電力と放電要求値に相当する電力の差の分だけ、キャパシタ１９に充電させる（ステップＳ２６）。本実施例では、コントローラ３０は、放電要求値に相当する回生電力の一部を旋回用電動機２１から電動発電機１２に供給して電動発電機１２を電動機として機能させ、回生電力の残りの部分をキャパシタ１９に充電させる。
【００７２】
一方、回生電力が放電要求値以下であると判断した場合（ステップＳ２５のＮＯ）、コントローラ３０は、回生電力と放電要求値に相当する電力との和を電動発電機１２に向かわせる（ステップＳ２７）。本実施例では、コントローラ３０は、回生電力の全てを旋回用電動機２１から電動発電機１２に供給し、且つ、放電要求値に相当する電力をキャパシタ１９から電動発電機１２に供給して電動発電機１２を電動機として機能させる。
【００７３】
なお、本実施例では、電動機として機能する電動発電機１２が受け入れ可能な電力は、所定のアシスト制限値によって制限される。この場合、アシスト制限値は、電動機として機能する電動発電機１２が受け入れ可能な電力の最大値を意味する。アシスト出力が大きくなり過ぎてエンジン１１が吹き上がってしまうのを防止するためである。したがって、回生電力と放電要求値に相当する電力との和がアシスト制限値に相当する電力を上回る場合、コントローラ３０は、放電要求値に相当する電力を低減させることで、すなわちキャパシタ１９から放電される電力を低減させることで電動発電機１２に供給される電力がアシスト制限値に相当する電力と等しくなるようにする。
【００７４】
上述の旋回回生時処理を繰り返し実行することにより、コントローラ３０は、図５の充電要求線ＣＬ２で示すように、値ゼロの放電要求値に対応するＳＯＣ（例えば３０％）をキャパシタ１９が示す場合、回生電力の全てをキャパシタ１９に供給してキャパシタ１９を充電させ、且つ、充電要求値に相当する電力を電動発電機１２で発電させ、その発電電力でキャパシタ１９を充電させる。このようにして、コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣが低い状態にある場合には、旋回回生時であっても電動発電機１２に発電させてキャパシタ１９を充電させることで、ＳＯＣを高い状態に戻す。
【００７５】
また、コントローラ３０は、図５の放電要求線ＤＬ２で示すように、キャパシタ１９の過充電を防止する。例えば、値ゼロでない放電要求値に対応するＳＯＣ（例えば７０％より大きい値）をキャパシタ１９が示す場合、回生電力の大きさが放電要求値の大きさより大きければ、その差分電力でキャパシタ１９を充電させる。そして、放電要求値に相当する電力を旋回用電動機２１から電動発電機１２に供給して電動発電機１２を電動機として機能させる。このようにして、コントローラ３０は、１８０度旋回等で大きな回生電力が発生する場合であっても、その回生電力の一部を電動発電機１２で消費させることで、キャパシタ１９の過充電を防止する。
【００７６】
また、値ゼロでない放電要求値に対応するＳＯＣ（例えば７０％より大きい値）をキャパシタ１９が示す場合、回生電力の大きさが放電要求値の大きさ以下であれば、コントローラ３０は電動発電機１２を電動機として機能させる。例えば、値ゼロの放電要求値に対応するＳＯＣ（例えば７０％）に達するまでは、回生電力と放電要求値に相当する電力との和を電動発電機１２に向かわせ、電動発電機１２を電動機として機能させる。このようにして、コントローラ３０は、キャパシタ１９の過充電を防止する。
【００７７】
次に、図８を参照し、旋回用電動機２１が停止状態の場合に、コントローラ３０が充電要求値及び放電要求値を利用してキャパシタ１９の充放電を制御する処理（以下、「旋回停止時処理」とする。）について説明する。なお、図８は、旋回停止時処理の流れを示すフローチャートであり、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が停止状態の場合に、所定の制御周期で繰り返しこの旋回停止時処理を実行する。
【００７８】
最初に、コントローラ３０は、放電要求値が値ゼロであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。キャパシタ１９の放電を停止しているかを判断するためである。
【００７９】
放電要求値が値ゼロであると判定した場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）、すなわち、キャパシタ１９の放電を停止している場合、コントローラ３０は、充電要求値が値ゼロでないか否かを判定する（ステップＳ３２）。キャパシタ１９の充電を停止していないかを判断するためである。
【００８０】
充電要求値が値ゼロでないと判定した場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、すなわち、キャパシタ１９の充電を停止していない場合、コントローラ３０は、電動発電機１２を発電機として機能させ、電動発電機１２が発電する発電電力でキャパシタ１９を充電させる（ステップＳ３３）。
【００８１】
なお、充電要求値が値ゼロであると判定した場合（ステップＳ３２のＮＯ）、すなわち、キャパシタ１９の充電を停止している場合、コントローラ３０は、キャパシタ１９を充電させない。そのため、キャパシタ１９の充電のみのために電動発電機１２を発電機として機能させることはない。但し、他の目的のために電動発電機１２を発電機として機能させることを禁止することはない。
【００８２】
一方、放電要求値が値ゼロでないと判定した場合（ステップＳ３１のＮＯ）、すなわち、キャパシタ１９の放電を停止していない場合、コントローラ３０は、キャパシタ１９が放電する電力で電動発電機１２を駆動させる（ステップＳ３４）。
【００８３】
上述の旋回停止時処理を繰り返し実行することにより、コントローラ３０は、図５の充電要求線ＣＬ３で示すように、キャパシタ１９の過放電を防止する。例えば、値ゼロでない充電要求値に対応するＳＯＣ（例えば３０％）を示すキャパシタ１９を、値ゼロの充電要求値に対応するＳＯＣ（例えば６０％）まで充電させる。このようにして、コントローラ３０は、所定の場合には、旋回停止時であってもキャパシタ１９を充電させることで、キャパシタ１９の過放電を防止する。所定の場合は、例えば、エンジン１１の負荷を一定にすべく電動発電機１２を電動機として機能させるためのキャパシタ１９の放電が増えてキャパシタ１９のＳＯＣが低い状態にある場合を含む。
【００８４】
また、コントローラ３０は、図５の放電要求線ＤＬ３で示すように、値ゼロでない放電要求値に対応するＳＯＣ（例えば９０％）を示すキャパシタ１９を、値ゼロの放電要求値に対応するＳＯＣ（例えば７０％）まで放電させる。このようにして、コントローラ３０は、キャパシタ１９が頻繁に充電される場合であっても、キャパシタ１９のＳＯＣが過度に高くなるのを防止できる。キャパシタ１９は、例えば、エンジン１１に意図的に負荷を掛けるために電動発電機１２を発電機として機能させる機会、又は、エンジン１１の負荷を一定にすべく電動発電機１２を電動機として機能させる機会が増えることで頻繁に充電される。
【００８５】
また、コントローラ３０は、充電要求値及び放電要求値が何れも値ゼロとなるＳＯＣ（例えば６０％以上７０％以下）をキャパシタ１９が示す場合、キャパシタ１９を充放電させないようにする。
【００８６】
以上の構成により、コントローラ３０は、キャパシタ１９の現在のＳＯＣに対応する充電要求値及び放電要求値に基づいてキャパシタ１９の充放電を制御する。そのため、キャパシタ１９の充放電をより適切に制御できる。
【００８７】
また、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の状態に応じて充電要求値及び放電要求値を変化させる。そのため、キャパシタ１９の充放電をより適切に制御できる。
【００８８】
次に、図９を参照し、電動発電機１２が発電機又は電動機として機能する場合に、コントローラ３０がメインポンプ１４のポンプ最大出力を増減させる処理（以下、「ポンプ最大出力増減処理」とする。）について説明する。なお、図９は、ポンプ最大出力増減処理を説明する概念図である。また、本実施例では、メインポンプ１４の出力（吸収馬力）は、メインポンプ１４の吐出量と吐出圧の積として算出される。
【００８９】
具体的には、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰを導き出す。本実施例では、コントローラ３０は、エンジン回転数センサ（図示せず。）の検出値を受け、内部メモリに予め記憶されたエンジン回転数・エンジン出力対応マップを参照してエンジン出力ＥＰを導き出す。
【００９０】
また、コントローラ３０は、アシスト出力ＡＰを導き出す。本実施例では、コントローラ３０は、キャパシタ電圧検出部１１２及びキャパシタ電流検出部１１３の検出値に基づき、電動発電機１２とキャパシタ１９との間でやりとりされる電力をアシスト出力ＡＰとして導き出す。なお、本実施例では、アシスト出力ＡＰは、電動発電機１２が電動機として機能する場合（キャパシタ１９が放電を行う場合）に正値となり、電動発電機１２が発電機として機能する場合（キャパシタ１９が充電を行う場合）に負値となる。
【００９１】
その後、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰとアシスト出力ＡＰとを加算して総出力ＴＰを導き出す。総出力ＴＰは、電動発電機１２が電動機として機能する場合（キャパシタ１９が放電を行う場合）にエンジン出力ＥＰよりもアシスト出力ＡＰ分だけ大きい値となり、電動発電機１２が発電機として機能する場合（キャパシタ１９が充電を行う場合）にエンジン出力ＥＰよりもアシスト出力ＡＰ分だけ小さい値となる。
【００９２】
その後、コントローラ３０は、ポンプ電流ＰＣを導き出す。本実施例では、コントローラ３０は、エンジン回転数センサの検出値を受け、内部メモリに予め記憶されているエンジン回転数に応じた総出力・ポンプ電流対応マップを参照してポンプ電流ＰＣを導き出す。
【００９３】
その後、コントローラ３０は、ポンプ電流ＰＣをメインポンプ１４のレギュレータ（図示せず。）に対して出力する。なお、レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調整してメインポンプ１４の吐出量を制御する装置である。本実施例では、レギュレータは、ポンプ電流ＰＣが小さいほどメインポンプ１４の吐出量を低減させる。
【００９４】
そのため、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰが一定であれば、アシスト出力ＡＰが大きいほど、ポンプ電流ＰＣを大きくしてメインポンプ１４のポンプ最大出力を増大させる。すなわち、エンジン回転数が一定であれば、電動発電機１２の電力消費量（キャパシタ１９の放電量）が大きいほど、ポンプ電流ＰＣを大きくしてメインポンプ１４のポンプ最大出力を増大させることもできる。アシスト出力ＡＰが大きくなると総出力ＴＰも大きくなり、総出力ＴＰに余裕が生じるためであり、その余裕分をメインポンプ１４が効率的に利用できるようにするためである。その結果、メインポンプ１４の出力（吸収馬力）は、増大されたポンプ最大出力の範囲内で制御される。その一方で、エンジン１１に急負荷が加わった場合にレギュレータを調整せずにアシスト力を増加させてメインポンプ１４の負荷を吸収してもよい。
【００９５】
次に、図１０を参照し、キャパシタ温度に応じてコントローラ３０がＳＯＣ・要求値対応テーブルの内容を調整する処理について説明する。なお、ここではキャパシタ温度を採用するが、キャパシタ１９に影響を与える環境又は機構等の温度であればよい。また、図１０は、ＳＯＣ・要求値対応テーブルの別の例を示す図であり、図５に対応する。具体的には、図１０は、キャパシタ１９のＳＯＣと旋回用電動機２１が力行運転状態の場合に採用される放電要求値及び充電要求値との関係を示すグラフであり、横軸がＳＯＣ［％］に対応し、縦軸が出力［ｋＷ］に対応する。
【００９６】
また、図１０の破線で示す放電要求線ＤＬ（２０℃）は、旋回用電動機２１が力行運転状態で且つキャパシタ温度が２０℃の場合に採用される放電要求値の推移を表し、図５の放電要求線ＤＬ１に相当する。また、破線で示す放電要求線ＤＬ（０℃）はキャパシタ温度が０℃の場合に採用される放電要求値の推移を表す。同様に、破線で示す放電要求線ＤＬ（−１０℃）はキャパシタ温度が−１０℃の場合に採用される放電要求値の推移を表し、破線で示す放電要求線ＤＬ（−２０℃）は、キャパシタ温度が−２０℃の場合に採用される放電要求値の推移を表す。
【００９７】
また、図１０の点線で示す充電要求線ＣＬ（２０℃）は、旋回用電動機２１が力行運転状態で且つキャパシタ温度が２０℃の場合に採用される充電要求値の推移を表し、図５の充電要求線ＣＬ１に対応する。また、点線で示す充電要求線ＣＬ（０℃）はキャパシタ温度が０℃の場合に採用される充電要求値の推移を表す。同様に、点線で示す充電要求線ＣＬ（−１０℃）はキャパシタ温度が−１０℃の場合に採用される充電要求値の推移を表し、点線で示す充電要求線ＣＬ（−２０℃）は、キャパシタ温度が−２０℃の場合に採用される充電要求値の推移を表す。
【００９８】
また、図１０の実線で示す放電制限線ＵＬ（２０℃）は、キャパシタ温度が２０℃の場合の放電制限値の推移を表す。放電制限値は、キャパシタ１９が放電可能な電力の最大値を意味し、キャパシタ１９の過放電を防止するために用いられる。具体的には、キャパシタ１９の端子電圧が所定の下限電圧を下回らないようにキャパシタ１９の放電電力を制限する際に用いられる。図１０ではＳＯＣが３０［％］の場合にキャパシタ１９の放電電力が値Ｄ１０で制限され、仮にキャパシタ１９の放電電力が値Ｄ１０を上回ると端子電圧が下限電圧を下回るおそれがあることを表す。また、実線で示す放電制限線ＵＬ（０℃）はキャパシタ温度が０℃の場合の放電制限値の推移を表す。同様に、実線で示す放電制限線ＵＬ（−１０℃）は、キャパシタ温度が−１０℃の場合の放電制限値の推移を表し、実線で示す放電制限線ＵＬ（−２０℃）は、キャパシタ温度が−２０℃の場合の放電制限値の推移を表す。
【００９９】
また、図１０の実線で示す充電制限線ＢＬ（２０℃）は、キャパシタ温度が２０℃の場合の充電制限値の推移を表す。充電制限値は、キャパシタ１９が充電可能な電力の最大値を意味し、キャパシタ１９の過充電を防止するために用いられる。具体的には、キャパシタ１９の端子電圧が所定の上限電圧を上回らないようにキャパシタ１９の充電電力を制限する際に用いられる。図１０ではＳＯＣが５５［％］の場合にキャパシタ１９の充電電力が値Ｃ１０で制限され、仮にキャパシタ１９の充電電力が値Ｃ１０を上回ると端子電圧が上限電圧を上回るおそれがあることを表す。また、実線で示す充電制限線ＢＬ（０℃）はキャパシタ温度が０℃の場合の充電制限値の推移を表す。同様に、実線で示す充電制限線ＢＬ（−１０℃）は、キャパシタ温度が−１０℃の場合の充電制限値の推移を表し、実線で示す充電制限線ＢＬ（−２０℃）は、キャパシタ温度が−２０℃の場合の充電制限値の推移を表す。なお、以下では、充電制限値及び放電制限値を纏めて充放電制限値と称する場合もある。
【０１００】
次に、キャパシタ温度に応じて採用すべき放電要求線を変更することの効果について説明する。
【０１０１】
図１０の例では、放電要求線ＤＬ（２０℃）は、ＳＯＣが６０［％］以下の場合に値ゼロとなり、ＳＯＣが６０［％］を超えて１００［％］に至るまで変化率αで増加する。また、放電要求線ＤＬ（０℃）は、ＳＯＣが４８［％］以下の場合に値ゼロとなり、ＳＯＣが４８［％］を超えて１００［％］に至るまで変化率αで増加する。また、放電要求線ＤＬ（−１０℃）は、ＳＯＣが４０［％］以下の場合に値ゼロとなり、ＳＯＣが４０［％］を超えて放電制限線に至るまで変化率αで増加し、放電制限線ＵＬ（−１０℃）のレベルに達した後は放電制限線ＵＬ（−１０℃）に沿って増加する。また、放電要求線ＤＬ（−２０℃）は、ＳＯＣが２５［％］以下の場合に値ゼロとなり、ＳＯＣが２５［％］を超えて１００［％］に至るまで放電制限線ＵＬ（−２０℃）に沿って増加する。なお、放電要求線ＤＬ（２０℃）、放電要求線ＤＬ（０℃）、及び放電要求線ＤＬ（−１０℃）のＳＯＣに対する変化率αは、対応する放電制限線以下の領域で等しい。
【０１０２】
このように、キャパシタ温度が低下するにつれて、放電要求値が値ゼロより大きくなるときのＳＯＣ（放電開始充電率：放電開始ＳＯＣ）を低くすることで、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の力行運転及び回生運転が行われる際のＳＯＣを低減させることができる。具体的には、キャパシタ温度が例えば２０℃の場合、キャパシタ１９のＳＯＣは、放電要求線ＤＬ（２０℃）が採用されることで力行運転及び回生運転が行われる際に６０［％］〜８０［％］の範囲を推移する。一方で、キャパシタ温度が例えば−２０℃の場合、キャパシタ１９のＳＯＣは、放電要求線ＤＬ（−２０℃）が採用されることで力行運転及び回生運転が行われる際に２５［％］〜４５［％］の範囲を推移する。そのため、コントローラ３０は、旋回回生時に旋回用電動機２１が生成する回生電力である充電電力が充電制限線を超えるのを抑制できる。具体的には、図１０に示すように、回生運転が行われる際のＳＯＣが５５［％］の場合、キャパシタ温度が２０℃であれば、キャパシタ１９は、端子電圧が上限電圧を上回るのを防止しながら、値Ｃ１０の充電電力を受け入れることができる。しかしながら、キャパシタ温度が０℃であれば、キャパシタ１９は、端子電圧が上限電圧を上回るのを防止するため、値Ｃ１１より大きい充電電力を受け入れることができない。さらに、キャパシタ温度が−１０℃であれば、値Ｃ１２より大きい充電電力を受け入れることができず、キャパシタ温度が−２０℃であれば、値Ｃ１３より大きい充電電力を受け入れることができない。このように、キャパシタ１９が受け入れ可能な充電電力（受け入れ可能充電電力）は、キャパシタ温度が低い程小さくなる。一方で、受け入れ可能充電電力はＳＯＣが小さい程大きくなる。この関係から、コントローラ３０は、キャパシタ温度が低い程、放電開始ＳＯＣを低くして旋回用電動機２１の力行運転及び回生運転が行われる際のＳＯＣを低減させることで、旋回回生時の回生電力（充電電力）が充電制限線を超えるのを抑制できる。
【０１０３】
また、キャパシタ１９の内部抵抗Ｒはキャパシタ温度が低い程大きい。さらに、コントローラ３０は、キャパシタ温度が低い程、放電開始ＳＯＣを低くするため、充放電時のキャパシタ１９の端子電圧も低くする。そのため、同じ放電電力を得るために流れる放電電流は大きくなり、また、同じ充電電力を得るために流れる充電電流は大きくなる。したがって、キャパシタ１９の発熱量は、キャパシタ温度が低い程、内部抵抗Ｒの増大及び充放電電流の増大に起因して大きくなる。その結果、キャパシタ１９の暖機を促進できる。なお、キャパシタ１９の暖機は、キャパシタ温度が所定温度以下の場合に、キャパシタ１９を充放電させることでキャパシタ温度を強制的に上昇させる処理である。本実施例では、ショベルが無操作状態であればエンジン１１がアイドリング中であっても電動発電機１２等を用いてキャパシタ１９を充放電させることで実現される。
【０１０４】
反対に、キャパシタ１９の内部抵抗Ｒはキャパシタ温度が高い程小さい。さらに、コントローラ３０は、キャパシタ温度が高い程、放電開始ＳＯＣを高くするため、充放電時のキャパシタ１９の端子電圧も高くする。そのため、同じ放電電力を得るために流れる放電電流は小さくなり、また、同じ充電電力を得るために流れる充電電流は小さくなる。したがって、キャパシタ１９の発熱量は、キャパシタ温度が高い程、内部抵抗Ｒの低下及び充放電電流の低下に応じて小さくなる。その結果、熱損失を減らし、キャパシタ１９を高効率で利用できる。
【０１０５】
また、コントローラ３０は、放電制限線以下の領域において、放電要求線ＤＬ（２０℃）、放電要求線ＤＬ（０℃）、及び放電要求線ＤＬ（−１０℃）のそれぞれのＳＯＣに対する変化率αを等しくする。これは、キャパシタ温度にかかわらず、ショベルの操作感を維持できるという効果を有する。具体的には、変化率αが小さい程、旋回力行時の旋回用電動機２１の所要出力が放電要求値を超えやすくなり、電動発電機１２による発電がより早期に開始され、メインポンプ１４のポンプ最大出力がより早期に制限される。例えば、ブーム上げ旋回が行われる場合、旋回力行時のより早い段階でブーム４の上昇速度が低下する。そのため、キャパシタ温度にかかわらず変化率αを維持することは、ブーム４の上昇速度が低下するタイミングを変えないようにすることを意味する。なお、変化率αは、キャパシタ温度にかかわらず、特にＳＯＣが比較的高い領域では比較的大きくなるように設定されてもよい。旋回力行時にできるだけ放電電力を大きくしてその後の旋回回生時における過充電を防止するためである。一方で、変化率αは、キャパシタ１９を保護するために、放電制限線の制限を受ける。例えば、キャパシタ温度が−２０℃のときの放電要求線ＤＬ（−２０℃）において変化率を大きくすると、放電開始ＳＯＣのところで放電電力が放電制限線ＵＬ（−２０℃）を超えてしまい、過放電を引き起こしてしまうためである。そのため、変化率αは、放電制限線を考慮して適切に設定される必要がある。
【０１０６】
なお、図１０では、放電要求線ＤＬは直線を描くように設定されるが、曲線を描くように設定されてもよく、折れ線を描くように設定されてもよい。
【０１０７】
また、図１０では、キャパシタ温度が２０℃、０℃、−１０℃、及び−２０℃のときの放電要求線ＤＬ、放電制限線ＵＬ、及び充電制限線ＢＬを示すが、実際には、所定温度刻みで放電要求線ＤＬ、放電制限線ＵＬ、及び充電制限線ＢＬが存在する。
【０１０８】
図１１は、キャパシタ温度が−１０℃のときの放電要求線の別の例を示す図である。なお、図１１は、明瞭化のため、キャパシタ温度が−１０℃のときの放電制限線ＵＬ（−１０℃）及び放電要求線ＤＬａ（−１０℃）、ＤＬｂ（−１０℃）のみを示し、他の温度のときの放電制限線及び放電要求線並びに充電要求線を省略する。
【０１０９】
点線で示す放電要求線ＤＬａ（−１０℃）は、折れ線を描くように設定される推移の例であり、ＳＯＣが３０［％］から４７［％］に至るまで比較的小さい変化率で増加する。そして、その後にＳＯＣが５５［％］に至るまで比較的大きい変化率で増加し、その後にＳＯＣが１００［％］に至るまで比較的小さい変化率で増加する。このような推移を採用することにより、コントローラ３０は、ＳＯＣが４７［％］から５５［％］のときに、比較的大きな放電電力でキャパシタ１９を放電させることで、その後の旋回回生時にキャパシタ１９の端子電圧が上限電圧を上回るのを防止できる。
【０１１０】
一点鎖線で示す放電要求線ＤＬｂ（−１０℃）は、放電制限線ＵＬ（−１０℃）の制限を受けることなく直線を描くように設定される推移の例であり、ＳＯＣが３０［％］から１００［％］に至るまで変化率が不変である。このような推移を採用することにより、コントローラ３０は、折れ線を描くように推移が設定される場合のように旋回力行中に放電要求値が急激に変化することがないため、ショベルの操作感が急変するのを防止できる。
【０１１１】
次に、図１２を参照し、キャパシタ１９のＳＯＣが大きくなるにつれて且つキャパシタ温度が低下するにつれて減少する受け入れ可能充電電力に対処するために、コントローラ３０が旋回力行時の旋回速度を制限する処理について説明する。なお、図１２は、キャパシタ１９のＳＯＣと旋回速度制限値との関係を示す図であり、横軸がＳＯＣ［％］に対応し、縦軸が旋回速度制限値［ｒｐｍ］に対応する。
【０１１２】
具体的には、キャパシタ１９の受け入れ可能充電電力は、旋回開始時のキャパシタ１９のＳＯＣ及びキャパシタ温度に応じて決まる。例えば、図１０に示すように、キャパシタ温度が０℃で且つＳＯＣが５５［％］であれば、充電制限線ＢＬ（０℃）を参照すると、受け入れ可能充電電力は値Ｃ１１となる。そして、受け入れ可能充電電力が決まれば、その受け入れ可能充電電力の範囲内で実現可能な最大制動トルクが決まり、その最大制動トルクが必要となるときの最大旋回速度（旋回速度制限値）が決まる。
【０１１３】
本実施例では、旋回速度制限値Ｎｃｌは、充電制限値をＷｃｌとし、最大制動トルクをＴｍａｘとし、アシスト制限値に相当する電力をＷａとすると、
【０１１４】
【数２】
2019001461.tif 000004
で表される。なお、ξ１、ξ２は効率を表す。また、旋回開始時は、例えば、旋回操作レバーの操作量が所定値を超えた時点、旋回速度が所定速度に達した時点等を意味する。また、コントローラ３０は、旋回開始時毎に旋回速度制限値を決定する。
【０１１５】
図１２は、上述のようにして決定される旋回速度制限値のＳＯＣに対する推移を示す。具体的には、点線で示す旋回速度制限線ＴＬ（２０℃）は、キャパシタ温度が２０℃のときの旋回速度制限値の推移を表し、点線で示す旋回速度制限線ＴＬ（０℃）は、キャパシタ温度が０℃のときの旋回速度制限値の推移を表す。また、点線で示す旋回速度制限線ＴＬ（−１０℃）は、キャパシタ温度が−１０℃のときの旋回速度制限値の推移を表し、点線で示す旋回速度制限線ＴＬ（−２０℃）は、キャパシタ温度が−２０℃のときの旋回速度制限値の推移を表す。
【０１１６】
また、本実施例では、旋回速度は上限Ｒｍａｘで電気的に或いは機械的に制限される。また、旋回開始時のＳＯＣが５５［％］以下であり且つキャパシタ温度が０℃以下の場合には、ＳＯＣが５５［％］のときの旋回速度制限値が採用される。旋回操作が行われる度に旋回速度制限値が変化して実際の最大旋回速度が変化するのを防止するためである。具体的には、旋回開始時のＳＯＣが５５［％］以下であり且つキャパシタ温度が−１０℃の場合には、旋回速度制限値は値Ｒｂに設定される。また、旋回開始時のＳＯＣが５５［％］以下であり且つキャパシタ温度が−２０℃の場合には、旋回速度制限値は値Ｒａに設定される。なお、図１０に示すようなＳＯＣ・要求値対応テーブルを採用すれば、キャパシタ温度が０℃以下の場合、ＳＯＣが５５［％］以下の範囲で旋回操作が行われるのが通常である。そのため、ＳＯＣが５５［％］より大きい範囲で旋回速度制限値が旋回速度制限線に沿って変化するようにしたとしても、旋回操作が行われる度に実際の最大旋回速度が変化することはない。
【０１１７】
このようにして、コントローラ３０は、キャパシタ温度に応じて最大旋回速度を制限する。また、コントローラ３０は、キャパシタ温度が上昇するにつれて最大旋回速度の制限を徐々に解除する。
【０１１８】
次に、図１３を参照し、コントローラ３０が最大旋回速度の制限に合わせて旋回力行時の最大旋回トルク及びメインポンプ１４のポンプ最大出力を制限する処理について説明する。なお、図１３（Ａ）は、旋回速度制限値と旋回トルク制限値との関係を示す図であり、横軸が旋回速度制限値［ｒｐｍ］に対応し、縦軸が旋回トルク制限値［％］に対応する。また、図１３（Ｂ）は、旋回速度制限値とポンプ電流制限値との関係を示す図であり、横軸が旋回速度制限値［ｒｐｍ］に対応し、縦軸がポンプ電流制限値［ｍＡ］に対応する。
【０１１９】
例えば、コントローラ３０は、旋回開始時のＳＯＣが５５［％］以下であり且つキャパシタ温度が−１０℃の場合には、旋回速度制限値を値Ｒｂに制限する。この場合、コントローラ３０は、図１３（Ａ）に示すような対応テーブルを参照し、旋回トルク制限値として値Ｓｂを導き出す。また、コントローラ３０は、図１３（Ｂ）に示すような対応テーブルを参照し、ポンプ電流制限値として値Ｐｂを導き出す。
【０１２０】
同様に、コントローラ３０は、旋回開始時のＳＯＣが５５［％］以下であり且つキャパシタ温度が−２０℃の場合には、旋回速度制限値を値Ｒａ（＜Ｒｂ）に制限する。この場合、コントローラ３０は、旋回トルク制限値として値Ｓａ（＜Ｓｂ）を導き出し、ポンプ電流制限値として値Ｐａ（＜Ｐｂ）を導き出す。
【０１２１】
なお、コントローラ３０は、旋回速度制限値と同様、旋回開始時毎に旋回トルク制限値及びポンプ電流制限値を決定する。
【０１２２】
旋回力行時の旋回トルクの制限は上部旋回体３の加速度の制限をもたらし、ポンプ電流の制限は油圧アクチュエータの動作速度の制限をもたらす。また、その後のキャパシタ温度の上昇による旋回トルクの制限の緩和は上部旋回体３の加速度の制限の緩和をもたらし、ポンプ電流の制限の緩和は油圧アクチュエータの動作速度の制限の緩和をもたらす。そのため、旋回速度制限値が最大値Ｒｍａｘ未満に制限されている場合にブーム上げ旋回が行われると、旋回速度の制限に合わせてブーム４の上昇速度も制限される。また、その後のキャパシタ温度の上昇により旋回速度制限値が最大値Ｒｍａｘに向かって増大するにつれて旋回速度の制限が緩和され、その旋回速度の制限の緩和に合わせてブーム４の上昇速度の制限も緩和される。その結果、コントローラ３０は、旋回速度に合った油圧アクチュエータの動作速度を操作者に提供でき、操作感が損なわれるのを防止できる。
【０１２３】
なお、コントローラ３０は、旋回速度制限値として最大値Ｒｍａｘを採用した場合には、旋回トルク制限値として値Ｓｍａｘを導き出し、ポンプ電流制限値として値Ｐｍａｘを導き出す。すなわち、コントローラ３０は、最大旋回速度を制限しない場合には、最大旋回トルク及びポンプ最大出力を制限しない。
【０１２４】
以上の構成により、コントローラ３０は、キャパシタ温度の低下に応じて充電制限値及び放電制限値を低減させ且つ放電要求値を変化させる。本実施例では、ＳＯＣの変化に対する充電制限値及び放電制限値のそれぞれの変化を低減させ、且つ、ＳＯＣの変化に対する放電要求値の変化を低減させる。具体的には、キャパシタ温度の低下に応じて放電制限線ＵＬ及び充電制限線ＢＬのそれぞれの制限値を小さくする。また、キャパシタ温度の低下に応じて旋回力行時の放電要求線ＤＬの傾きを小さくする。そのため、コントローラ３０は、キャパシタ温度が低い状態で旋回用電動機２１を駆動させた場合であっても、キャパシタ１９の過充電及び過放電を防止できる。その結果、コントローラ３０は、キャパシタ１９の暖機が完了する前であっても、キャパシタ１９に悪影響を与えることなく、旋回用電動機２１を駆動させることができる。
【０１２５】
また、コントローラ３０は、キャパシタ温度の低下に応じて、放電要求値を値ゼロより大きい値にするキャパシタ１９の充電率の下限を低減させる。本実施例では、コントローラ３０は、キャパシタ温度の低下に応じて放電開始ＳＯＣを低減させる。そのため、コントローラ３０は、キャパシタ温度が低い程、キャパシタ１９のＳＯＣがより低い範囲で推移するように、旋回力行時及び旋回回生時のキャパシタ１９の充放電を制御できる。その結果、キャパシタ温度が低い程、より発熱し易い条件でキャパシタ１９を充放電させてキャパシタ１９の暖機を促進できる。また、キャパシタ温度が低い程、旋回回生開始時のＳＯＣを低めに誘導するため、旋回回生中にキャパシタ１９の端子電圧が上限電圧に達するのを防止でき、キャパシタ１９の過充電を防止できる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
例えば、上述の実施例では、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が力行運転状態の場合にキャパシタ温度に応じてＳＯＣ・要求値対応テーブルの内容を調整する。しかしながら、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が力行運転状態の場合に限ってＳＯＣ・要求値対応テーブルの内容を調整するのではなく、旋回用電動機２１が回生運転状態及び停止状態の場合にもキャパシタ温度に応じてＳＯＣ・要求値対応テーブルの内容を調整してもよい。
【０１２８】
図１４は、ＳＯＣ・要求値対応テーブルのさらに別の例を示す図であり、図５及び図１０に対応する。具体的には、図１４は、キャパシタ１９のＳＯＣと旋回用電動機２１が回生運転状態の場合に採用される放電要求値及び充電要求値との関係を示すグラフである。
【０１２９】
図１４に示すように、コントローラ３０は、旋回力行時用のＳＯＣ・要求値対応テーブルばかりでなく、旋回回生時用のＳＯＣ・要求値対応テーブルを有する。そして、コントローラ３０は、旋回力行時と同様、キャパシタ温度が低い程、キャパシタ１９のＳＯＣがより低い範囲で推移するように、旋回回生時のキャパシタ１９の充放電を制御する。
【０１３０】
なお、図示は省略するが、コントローラ３０は、旋回停止時用のＳＯＣ・要求値対応テーブルを有し、旋回力行時及び旋回回生時と同様、キャパシタ温度が低い程、キャパシタ１９のＳＯＣがより低い範囲で推移するように、旋回停止時のキャパシタ１９の充放電を制御する。
【０１３１】
次に、図１５を参照し、油圧駆動系の暖機について説明する。図１５は、図１のショベルに搭載される油圧回路の概略図である。高圧油路、パイロット油路、及び電気制御ラインをそれぞれ実線、破線、及び点線で示す。
【０１３２】
本実施例では、メインポンプ１４は、２つのメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒで構成され、レギュレータ１４ａは２つのレギュレータ１４ａＬ、１４ａＲで構成される。また、レギュレータ１４ａＬはメインポンプ１４Ｌに対応し、レギュレータ１４ａＲはメインポンプ１４Ｒに対応する。
【０１３３】
油圧回路は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから、センターバイパス油路４０Ｌ、４０Ｒのそれぞれを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
【０１３４】
センターバイパス油路４０Ｌは、流量制御弁１５０〜１５２を通る高圧油路である。流量制御弁１５０の上流にはリリーフ弁５０Ｌが設置される。同様に、センターバイパス油路４０Ｒは、流量制御弁１５３〜１５６を通る高圧油路である。流量制御弁１５３の上流にはリリーフ弁５０Ｒが設置される。
【０１３５】
流量制御弁１５０は左側走行用油圧モータ１Ｌを流れる作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。流量制御弁１５３は右側走行用油圧モータ１Ｒを流れる作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。また、流量制御弁１５４はバケットシリンダ９を流れる作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。流量制御弁１５１、１５５はブームシリンダ７を流れる作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。流量制御弁１５２、１５６はアームシリンダ８を流れる作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。
【０１３６】
リリーフ弁５０Ｌ、５０Ｒは、センターバイパス油路４０Ｌ、４０Ｒ内の作動油の圧力を所定圧力以下に抑える弁である。具体的には、リリーフ弁５０Ｌ、５０Ｒは、センターバイパス油路４０Ｌ、４０Ｒ内の作動油の圧力が所定圧力に達した場合に開いてその作動油を作動油タンクに放出する。
【０１３７】
油圧駆動系の暖機を行う場合、ショベルの操作者は、例えばバケット６を閉じきった状態でバケット６の閉じ操作を所定時間（例えば３０秒）を超えない範囲で継続する。この場合、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油は、バケットシリンダ９のボトム側油室に流入できないため、図１５の太線で示すように、センターバイパス油路４０Ｒ内の作動油の圧力を増大させる。そして、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油は、リリーフ弁５０Ｒを通じて作動油タンクに放出され、リリーフ弁５０Ｒを通過する際の管路抵抗に起因する圧力損失に伴う熱を発生させる。その結果、油圧回路を循環する作動油が暖められる。その後、操作者は、バケット６を閉じきった場合と同様に、バケット６を開ききった状態でバケット６の開き操作を所定時間（例えば３０秒）を超えない範囲で継続して作動油を暖める。このように、操作者は、バケット６の開閉を繰り返すことで、作動油の温度を上昇させることができる。なお、操作者は、例えばアーム５の開閉操作等、バケット６の開閉操作以外の操作を行うことで作動油の温度を上昇させてもよい。
【０１３８】
次に、図１６〜図２４を参照し、蓄電系１２０の暖機について説明する。図１６は、蓄電系１２０の暖機開始条件を説明する図である。なお、蓄電系１２０の暖機開始条件には、ショベルがアイドリング状態にあるときに蓄電系１２０の暖機を開始させる条件と、操作者が油圧駆動系を暖機しているときに蓄電系１２０の暖機を開始させる条件が含まれる。
【０１３９】
具体的には、コントローラ３０は、所定時間にわたって操作者による操作装置２６に対する操作がなく、且つ、キャパシタ温度が所定の暖機開始キャパシタ温度Ｔｓ以下の場合に蓄電系１２０の暖機を開始する。この条件は、ショベルがアイドリング状態にあるときに蓄電系１２０の暖機を開始させる条件に対応する。なお、キャパシタ温度は、例えば、所定時間における平均値、中間値、最小値等の統計値であってもよく、瞬間値であってもよい。また、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。或いは、コントローラ３０は、所定時間にわたって操作者による操作装置２６に対する操作がなく、且つ、冷却水温度センサ（図示せず。）が検出する冷却水温度が所定の暖機開始冷却水温度以下の場合に蓄電系１２０の暖機を開始してもよい。
【０１４０】
また、コントローラ３０は、操作者による旋回操作及び走行操作がなく、キャパシタ温度がＴｓ以下であり、且つ、吐出圧センサ２９Ａの検出値に基づいて油圧駆動系の暖機が行われていると判断した場合に、蓄電系１２０の暖機を開始する。この条件は、操作者が油圧駆動系を暖機しているときに蓄電系１２０の暖機を開始させる条件に対応する。なお、コントローラ３０は、操作者による旋回操作及び走行操作がなく、冷却水温度が所定の暖機開始冷却水温度以下であり、且つ、吐出圧センサ２９Ａの検出値に基づいて油圧駆動系の暖機が行われていると判断した場合に、蓄電系１２０の暖機を開始してもよい。
【０１４１】
具体的には、コントローラ３０は、吐出圧センサ２９ＡＬ（図１５参照。）が検出するメインポンプ１４Ｌの吐出圧（第１ポンプ圧）がほぼリリーフ圧となっているリリーフ状態、すなわちリリーフ弁５０Ｌの開状態が所定時間ｔｒにわたって継続した場合に、油圧駆動系の暖機が行われていると判断する。或いは、コントローラ３０は、吐出圧センサ２９ＡＲ（図１５参照。）が検出するメインポンプ１４Ｒの吐出圧（第２ポンプ圧）がほぼリリーフ圧となっているリリーフ状態、すなわちリリーフ弁５０Ｒの開状態が所定時間ｔｒにわたって継続した場合に、油圧駆動系の暖機が行われていると判断する。なお、所定時間ｔｒは、掘削操作等によるリリーフ状態と、油圧駆動系の暖機のためのリリーフ状態とを区別するために設定される。
【０１４２】
次に、図１７を参照し、コントローラ３０が蓄電系１２０を暖機する処理（以下、「蓄電系暖機処理」とする。）について説明する。図１７は、蓄電系暖機処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ３０は、蓄電系１２０の暖機開始条件が満たされた場合、蓄電系１２０の暖機停止条件（後述）が満たされるまで、この蓄電系暖機処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。
【０１４３】
具体的には、コントローラ３０は、公知の方法を用いてキャパシタ１９の充電率（ＳＯＣ）を導き出し、キャパシタ１９のＳＯＣが所定の放電（アシスト）／充電（発電）開始決定充電率（ＳＯＣ０）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。
【０１４４】
ＳＯＣがＳＯＣ０以上であると判定した場合（ステップＳ４１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、放電（アシスト）処理を開始する（ステップＳ４２）。
【０１４５】
また、ＳＯＣがＳＯＣ０未満であると判定した場合（ステップＳ４１のＮＯ）、コントローラ３０は、充電（発電）処理を開始する（ステップＳ４３）。
【０１４６】
図１８は、放電（アシスト）処理の流れを示すフローチャートである。放電（アシスト）処理を実行する際、コントローラ３０は、キャパシタ１９が放電する電力によって電動発電機１２を電動機として作動させる。
【０１４７】
具体的には、コントローラ３０は、キャパシタ電圧が所定の下限電圧（Ｖｍｉｎ）より高く、且つ、キャパシタ１９のＳＯＣが所定の充電移行開始充電率（ＳＯＣ１）より高いかを判定する（ステップＳ５１）。Ｖｍｉｎは、キャパシタ１９の過放電を防止するために予め設定される値である。ＳＯＣ１は、放電状態から充電状態への移行を開始するのに適したＳＯＣとして予め設定される値である。本実施例では、ＳＯＣ１は、キャパシタ温度が低いほど高くなるように段階的に設定される。
【０１４８】
キャパシタ電圧がＶｍｉｎより高く、且つ、ＳＯＣがＳＯＣ１より高いと判定した場合（ステップＳ５１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、放電量が所定の閾値ＴＨ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。放電量は、単位時間当たりに放電される電力量であり、本実施例では、電力［ｋＷ］で表される。また、本実施例では、コントローラ３０は、キャパシタ電圧検出部１１２及びキャパシタ電流検出部１１３の検出値に基づいて放電量を導き出す。
【０１４９】
放電量が閾値ＴＨ１未満であると判定した場合（ステップＳ５２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、放電量を増大させる（ステップＳ５３）。本実施例では、コントローラ３０は、所定の増大レート［ｋＷ／ｓ］で放電量を増大させた後、処理をステップＳ５１に戻す。
【０１５０】
また、放電量が閾値ＴＨ１以上であると判定した場合（ステップＳ５２のＮＯ）、コントローラ３０は、放電量を増大させることなく、処理をステップＳ５１に戻す。
【０１５１】
一方、キャパシタ電圧がＶｍｉｎ以下である、或いは、ＳＯＣがＳＯＣ１以下であると判定した場合（ステップＳ５１のＮＯ）、コントローラ３０は、放電量がゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ５４）。
【０１５２】
放電量がゼロより大きいと判定した場合（ステップＳ５４のＹＥＳ）、すなわち、放電中であると判定した場合、コントローラ３０は、放電量を低減させる（ステップＳ５５）。本実施例では、コントローラ３０は、所定の低減レートで放電量を低減させた後、処理をステップＳ５１に戻す。
【０１５３】
また、放電量がゼロであると判定した場合（ステップＳ５４のＮＯ）、すなわち放電が終了したと判定した場合、コントローラ３０は、放電（アシスト）処理を終了させ、充電（発電）処理を開始させる。
【０１５４】
図１９は、充電（発電）処理の流れを示すフローチャートである。充電（発電）処理を実行する際、コントローラ３０は、エンジン１１により発電機として駆動される電動発電機１２が発電する電力を用いてキャパシタ１９を充電させる。
【０１５５】
具体的には、コントローラ３０は、キャパシタ電圧が所定の上限電圧（Ｖｍａｘ）より低く、且つ、キャパシタ１９のＳＯＣが所定の放電移行開始充電率（ＳＯＣ２）より低いかを判定する（ステップＳ６１）。Ｖｍａｘは、キャパシタ１９の過充電を防止するために予め設定される値である。ＳＯＣ２は、充電状態から放電状態への移行を開始するのに適したＳＯＣとして予め設定される値である。本実施例では、ＳＯＣ２は、キャパシタ温度が低いほど低くなるように段階的に設定される。
【０１５６】
キャパシタ電圧がＶｍａｘより低く、且つ、ＳＯＣがＳＯＣ２より低いと判定した場合（ステップＳ６１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、充電量が所定の閾値ＴＨ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。充電量は、単位時間当たりに充電される電力量であり、本実施例では、電力［ｋＷ］で表される。また、本実施例では、コントローラ３０は、キャパシタ電圧検出部１１２及びキャパシタ電流検出部１１３の検出値に基づいて充電量を導き出す。
【０１５７】
充電量が閾値ＴＨ２未満であると判定した場合（ステップＳ６２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、充電量を増大させる（ステップＳ６３）。本実施例では、コントローラ３０は、所定の増大レートで充電量を増大させた後、処理をステップＳ６１に戻す。
【０１５８】
また、充電量が閾値ＴＨ２以上であると判定した場合（ステップＳ６２のＮＯ）、コントローラ３０は、充電量を増大させることなく、処理をステップＳ６１に戻す。
【０１５９】
一方、キャパシタ電圧がＶｍａｘ以上である、或いは、ＳＯＣがＳＯＣ２以上であると判定した場合（ステップＳ６１のＮＯ）、コントローラ３０は、充電量がゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ６４）。
【０１６０】
充電量がゼロより大きいと判定した場合（ステップＳ６４のＹＥＳ）、すなわち、充電中であると判定した場合、コントローラ３０は、充電量を低減させる（ステップＳ６５）。本実施例では、コントローラ３０は、所定の低減レートで充電量を低減させた後、処理をステップＳ６１に戻す。
【０１６１】
また、充電量がゼロであると判定した場合（ステップＳ６４のＮＯ）、すなわち充電が終了したと判定した場合、コントローラ３０は、充電（発電）処理を終了させ、放電（アシスト）処理を開始させる。
【０１６２】
このようにして、コントローラ３０は、蓄電系１２０の暖機停止条件（後述）が満たされるまで、充電（発電）処理と放電（アシスト）処理とを交互に繰り返し、電動発電機１２と連動するキャパシタ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を暖機する。
【０１６３】
次に、図２０を参照し、蓄電系暖機処理中の各種パラメータの推移について説明する。なお、図２０は、キャパシタ入出力、ＳＯＣ、キャパシタ電圧、及びキャパシタ電流の推移を示す図である。キャパシタ入出力は、単位時間当たりにキャパシタ１９を出入りする電力量であり、本実施例では、電力［ｋＷ］で表される。また、キャパシタ入出力の正値はキャパシタ１９の放電量に相当し、キャパシタ入出力の負値はキャパシタ１９の充電量に相当する。
【０１６４】
具体的には、図２０（Ａ）はキャパシタ入出力とＳＯＣとの関係を示す図であり、縦軸にキャパシタ入出力を配し、横軸にキャパシタ１９のＳＯＣを配する。また、図２０（Ｂ）はキャパシタ入出力の時間的推移を示す図であり、図２０（Ｃ）はＳＯＣの時間的推移を示す図である。また、図２０（Ｄ）はキャパシタ電圧の時間的推移を示す図であり、図２０（Ｅ）はキャパシタ電流の時間的推移を示す図である。なお、図２０（Ｂ）〜図２０（Ｅ）の時間軸は共通である。
【０１６５】
時刻ｔ１において蓄電系暖機処理が開始されると、コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣがＳＯＣ０以上であると判定して放電（アシスト）処理を実行する。
【０１６６】
そして、コントローラ３０は、キャパシタ電圧がＶｍｉｎより大きく、且つ、ＳＯＣがＳＯＣ１より大きいと判定し、さらに、放電量が閾値ＴＨ１より小さいと判定して放電量を所定の増大レートで増大させる。
【０１６７】
その後、時刻ｔ２において放電量が閾値ＴＨ１に達すると、コントローラ３０は、放電量の増大を止め、放電量をＴＨ１で一定としたままキャパシタ１９からの放電を継続させる。
【０１６８】
その後、時刻ｔ３においてキャパシタ電圧がＶｍｉｎに達すると、コントローラ３０は、放電から充電への移行を開始させる。具体的には、コントローラ３０は、放電量を所定の低減レートで低減させる。
【０１６９】
その後、時刻ｔ４において放電量がゼロに達すると、コントローラ３０は、放電（アシスト）処理を終了させる。そして、コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣがＳＯＣ０未満であると判定して充電（発電）処理を実行する。
【０１７０】
そして、コントローラ３０は、キャパシタ電圧がＶｍａｘより小さく、且つ、ＳＯＣがＳＯＣ２より小さいと判定し、さらに、充電量（絶対値）が閾値ＴＨ２（絶対値）より小さいと判定して充電量（絶対値）を所定の増大レートで増大させる。なお、以下では、充電量及び閾値ＴＨ２は絶対値を表す。
【０１７１】
その後、時刻ｔ５において充電量が閾値ＴＨ２に達すると、コントローラ３０は、充電量の増大を止め、充電量をＴＨ２で一定としたままキャパシタ１９への充電を継続させる。
【０１７２】
その後、時刻ｔ６においてＳＯＣがＳＯＣ２に達すると、コントローラ３０は、充電から放電への移行を開始させる。具体的には、コントローラ３０は、充電量を所定の低減レートで低減させる。
【０１７３】
その後、時刻ｔ７において充電量がゼロに達すると、コントローラ３０は、充電（発電）処理を終了させる。そして、コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣがＳＯＣ０以上であると判定して放電（アシスト）処理を再び実行する。
【０１７４】
そして、コントローラ３０は、キャパシタ電圧がＶｍｉｎより大きく、且つ、ＳＯＣがＳＯＣ１より大きいと判定し、さらに、放電量が閾値ＴＨ１より小さいと判定して放電量を所定の増大レートで増大させる。
【０１７５】
その後、時刻ｔ８において放電量が閾値ＴＨ１に達すると、コントローラ３０は、放電量の増大を止め、放電量をＴＨ１で一定としたままキャパシタ１９からの放電を継続させる。
【０１７６】
その後、時刻ｔ９においてキャパシタ電圧がＶｍｉｎに達するか、或いは、ＳＯＣがＳＯＣ１に達すると、コントローラ３０は、放電から充電への移行を開始させる。
【０１７７】
このようにして、コントローラ３０は、蓄電系１２０の暖機停止条件（後述）が満たされるまで、充電（発電）処理と放電（アシスト）処理とを交互に繰り返し、電動発電機１２と連動するキャパシタ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を暖機する。
【０１７８】
次に、図２１を参照し、蓄電系１２０の暖機停止条件について説明する。なお、蓄電系１２０の暖機停止条件には、暖機開始条件と同様、ショベルがアイドリング状態にあるときに蓄電系１２０の暖機を停止させる条件と、操作者が油圧駆動系を暖機しているときに蓄電系１２０の暖機を停止させる条件が含まれる。
【０１７９】
具体的には、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６に対する操作があったか、或いは、キャパシタ温度が所定の暖機停止キャパシタ温度Ｔｆ以上となった場合に、蓄電系１２０の暖機を停止する。この条件は、ショベルがアイドリング状態にあるときに蓄電系１２０の暖機を停止させる条件に対応する。なお、油圧駆動系の暖機中にも蓄電系１２０の暖機を行おうとしているにもかかわらず、操作装置２６に対する操作があった場合に蓄電系１２０の暖機を停止させるのは次の理由による。すなわち、操作装置２６に対する操作があった時点では、その操作が油圧駆動系の暖機を開始させるための操作であるか掘削作業等のための通常の操作であるかを判別できないためである。また、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。或いは、ショベルがアイドリング状態にあるとき、コントローラ３０は、冷却水温度が所定の暖機停止冷却水温度以上となった場合に蓄電系１２０の暖機を停止させてもよい。
【０１８０】
また、コントローラ３０は、操作者による旋回操作若しくは走行操作があったか、キャパシタ温度がＴｆ以上となったか、或いは、吐出圧センサ２９Ａの検出値に基づいて油圧駆動系の暖機が行われていないと判断した場合に、蓄電系１２０の暖機を停止する。この条件は、操作者が油圧駆動系を暖機しているときに蓄電系１２０の暖機を停止させる条件に対応する。なお、操作者が油圧駆動系を暖機しているときであっても、コントローラ３０は、冷却水温度が所定の暖機停止冷却水温度以上となった場合に蓄電系１２０の暖機を停止させてもよい。
【０１８１】
具体的には、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧（第１ポンプ圧）がリリーフ圧を下回る非リリーフ状態、すなわちリリーフ弁５０Ｌが閉状態にある場合に、油圧駆動系の暖機が行われていないと判断する。或いは、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｒの吐出圧（第２ポンプ圧）がリリーフ圧を下回る非リリーフ状態、すなわちリリーフ弁５０Ｒが閉状態にある場合に、油圧駆動系の暖機が行われていないと判断する。
【０１８２】
なお、コントローラ３０は、キャパシタ温度がＴｆ以上となる前に蓄電系１２０の暖機を停止させた場合、キャパシタ温度に応じてショベル（例えば旋回用電動機２１）の動きを制限してもよい。蓄電系１２０の暖機が不十分の状態で蓄電系１２０の充放電が無制限に行われてしまうのを防止するためである。これは、例えば、キャパシタ１９を低温のまま使用すると、キャパシタ１９の内部抵抗が大きいことに起因してキャパシタ電圧が上限電圧Ｖｍａｘを上回り或いは下限電圧Ｖｍｉｎを下回り、キャパシタ１９を劣化或いは破損するおそれがあるためである。
【０１８３】
次に、図２２を参照し、油圧駆動系の暖機が行われているときに蓄電系１２０の暖機を実行する場合にコントローラ３０がメインポンプ１４の吸収馬力を増減させる処理（以下、「吸収馬力増減処理」とする。）について説明する。なお、図２２は、吸収馬力増減処理を説明する概念図である。また、本実施例では、メインポンプ１４の吸収馬力は、メインポンプ１４の吐出量と吐出圧の積として算出される。
【０１８４】
具体的には、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰを導き出す。本実施例では、コントローラ３０は、エンジン回転数センサ（図示せず。）の検出値を受け、内部メモリに予め記憶されたエンジン回転数・エンジン出力対応マップを参照してエンジン出力ＥＰを導き出す。
【０１８５】
また、コントローラ３０は、アシスト出力ＡＰを導き出す。本実施例では、コントローラ３０は、キャパシタ電圧検出部１１２及びキャパシタ電流検出部１１３の検出値に基づき、電動発電機１２とキャパシタ１９との間でやりとりされる電力をアシスト出力ＡＰとして導き出す。なお、アシスト出力ＡＰは、電動発電機１２が電動機として機能する場合（キャパシタ１９が放電を行う場合）に正値となり、電動発電機１２が発電機として機能する場合（キャパシタ１９が充電を行う場合）に負値となる。
【０１８６】
その後、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰとアシスト出力ＡＰとを加算して総出力ＴＰを導き出す。総出力ＴＰは、電動発電機１２が電動機として機能する場合（キャパシタ１９が放電を行う場合）にエンジン出力ＥＰよりもアシスト出力ＡＰ分だけ大きい値となり、電動発電機１２が発電機として機能する場合（キャパシタ１９が充電を行う場合）にエンジン出力ＥＰよりもアシスト出力ＡＰ分だけ小さい値となる。
【０１８７】
その後、コントローラ３０は、ポンプ電流ＰＣを導き出す。本実施例では、コントローラ３０は、エンジン回転数センサの検出値を受け、内部メモリに予め記憶されているエンジン回転数に応じた総出力・ポンプ電流対応マップを参照してポンプ電流ＰＣを導き出す。
【０１８８】
その後、コントローラ３０は、ポンプ電流ＰＣをレギュレータ１４ａに対して出力する。本実施例では、レギュレータ１４ａは、ポンプ電流ＰＣが小さいほどメインポンプ１４の吐出量を低減させる。
【０１８９】
そのため、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰが一定であれば、アシスト出力ＡＰが小さいほど、ポンプ電流ＰＣを小さくしてメインポンプ１４の吸収馬力を低減させる。すなわち、エンジン回転数が一定であれば、電動発電機１２の発電量（キャパシタ１９の充電量）が大きいほど、ポンプ電流ＰＣを小さくしてメインポンプ１４の吸収馬力を低減させる。アシスト出力ＡＰが小さくなると総出力ＴＰも小さくなり、メインポンプ１４の吸収馬力を低減させなければ、その吸収馬力が総出力ＴＰを上回るおそれがあるためである。
【０１９０】
反対に、コントローラ３０は、エンジン出力ＥＰが一定であれば、アシスト出力が大きいほど、ポンプ電流ＰＣを大きくしてメインポンプ１４の吸収馬力を増大させる。すなわち、エンジン回転数が一定であれば、電動発電機１２の電力消費量（キャパシタ１９の放電量）が大きいほど、ポンプ電流ＰＣを大きくしてメインポンプ１４の吸収馬力を増大させる。アシスト出力ＡＰが大きくなると総出力ＴＰも大きくなり、総出力ＴＰに余裕が生じるためであり、その余裕分をメインポンプ１４が効率的に利用できるようにするためである。
【０１９１】
次に、図２３を参照し、蓄電系暖機処理中の各種パラメータの時間的推移について説明する。なお、図２３（Ａ）〜図２３（Ｅ）はそれぞれ、ポンプ吐出圧、アシスト出力、エンジントルク、ポンプ負荷、及びポンプ電流の時間的推移を示し、時間軸を共通とする。本実施例では、ポンプ吐出圧は、メインポンプ１４Ｒの吐出圧である。また、アシスト出力は上述のアシスト出力ＡＰに対応する値であり、エンジントルクは上述のエンジン出力ＥＰに対応する値である。また、ポンプ負荷は、メインポンプ１４Ｒの吸収馬力であり、ポンプ電流はコントローラ３０がレギュレータ１４ａＲ（図１５参照。）に対して出力する値である。
【０１９２】
ポンプ吐出圧は、図２３（Ａ）に示すように、時刻ｔ１０以前では油圧駆動系の暖機が行われていないため、比較的低い値で推移する。そして、時刻ｔ１０において油圧駆動系の暖機が開始されるとリリーフ圧Ｐｒまで上昇し、時刻ｔ１２において油圧駆動系の暖機が停止されるまで、リリーフ圧Ｐｒのまま推移する。そして、時刻ｔ１２において油圧駆動系の暖機が停止された後は、油圧駆動系の暖機が開始される前のレベルで推移する。
【０１９３】
アシスト出力は、図２３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１０以前では蓄電系１２０の暖機が行われているため、ゼロを跨いで増減を繰り返しながら推移する。そして、時刻ｔ１０において油圧駆動系の暖機が開始されるとゼロになる。これは、油圧駆動系の暖機を開始させるためにバケット６が操作された結果、蓄電系１２０の暖機停止条件が満たされたとしてコントローラ３０が蓄電系１２０の暖機を停止させたためである。具体的には、キャパシタ１９の充放電、及び、電動発電機１２の電動機又は発電機としての作動をコントローラ３０が停止させたためである。
【０１９４】
その後、時刻ｔ１１において、アシスト出力は、ゼロを跨いだ増減の繰り返しを再開させる。これは、ポンプ吐出圧がほぼリリーフ圧となっているリリーフ状態が所定時間ｔｒにわたって継続した結果、油圧駆動系の暖機が行われているとしてコントローラ３０が蓄電系１２０の暖機を開始させたためである。具体的には、キャパシタ１９の充放電、及び、電動発電機１２の電動機又は発電機としての作動をコントローラ３０が開始させたためである。
【０１９５】
その後、時刻ｔ１２において、アシスト出力は再びゼロになる。これは、ポンプ吐出圧がリリーフ圧Ｐｒ未満となった結果、油圧駆動系の暖機が停止されたとしてコントローラ３０が蓄電系１２０の暖機を停止させたためである。
【０１９６】
その後、時刻ｔ１３において、アシスト出力は、ゼロを跨いだ増減の繰り返しを再開させる。これは、所定時間にわたって操作装置２６に対する操作がない状態が継続した結果、暖機開始条件が満たされたとしてコントローラ３０が蓄電系１２０の暖機を開始させたためである。
【０１９７】
エンジントルクは、図２３（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１０以前では油圧駆動系の暖機が行われていないため、アシスト出力の増減に応じ、アイドリング時のトルクＴｉを中心として増減を繰り返しながら推移する。そして、時刻ｔ１０において油圧駆動系の暖機が開始されると許容最大トルクＴｍａｘになる。これは、油圧駆動系の暖機のためにポンプ吐出圧がリリーフ圧に達した結果、ポンプ負荷が増大するためである。
【０１９８】
その後、エンジントルクは、アシスト出力が正値となる期間を除き、Ｔｍａｘのまま推移する。アシスト出力が正値となる期間では、エンジントルクは、アシスト出力が増大するにつれて減少する。アシスト出力が正値となる期間でエンジントルクが減少するのは、電動機として機能する電動発電機１２によってエンジン１１がアシストされ、エンジン負荷が減少するためである。一方、アシスト出力が負値となる期間では、エンジントルクは、Ｔｍａｘのまま推移する。これは、電動発電機１２を発電機として機能させることによるエンジン負荷（エンジントルク）の増加分が、ポンプ負荷を低減させることによるエンジン負荷（エンジントルク）の減少分で相殺されるためである。具体的には、アシスト出力（図２３（Ｂ）参照。）の負値領域における変動に応じてコントローラ３０がポンプ電流（図２３（Ｅ）参照。）を低減させ、ひいてはそのポンプ電流の低減に応じてポンプ負荷（図２３（Ｄ）参照。）を低減させるためである。
【０１９９】
なお、図２３（Ｃ）における粗いドットパターンの領域は、仮にポンプ負荷の低減が行われなかった場合に電動発電機１２を発電機として作動させるために必要とされたはずのエンジン負荷（エンジントルク）の増加分を表す。また、図２３（Ｂ）における粗いドットパターンの領域は、油圧駆動系の暖機中における電動発電機１２による発電量を表し、図２３（Ｃ）における粗いドットパターンで表すエンジントルクの増加分に対応する。また、図２３（Ｄ）における粗いドットパターンの領域はポンプ負荷の低減分を表し、図２３（Ｃ）における粗いドットパターンで表すエンジントルクの増加分に対応する。
【０２００】
次に、図２４を参照し、蓄電系暖機処理中の各種パラメータの時間的推移の別の一例について説明する。なお、図２４は、エンジントルク、ポンプ電流、及びポンプ負荷の時間的推移が図２３の推移と相違するが、その他のパラメータの時間的推移は図２３の推移と共通である。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
【０２０１】
図２４（Ｃ）では、図２３（Ｃ）とは異なり、油圧駆動系の暖機中、エンジントルクは、アシスト出力の推移にかかわらず、Ｔｍａｘのまま推移する。
【０２０２】
これは、アシスト出力が正値となる期間では、電動発電機１２を電動機として機能させることによるエンジン負荷（エンジントルク）の減少分が、ポンプ負荷を増大させることによるエンジン負荷（エンジントルク）の増加分で相殺されるためである。具体的には、アシスト出力（図２４（Ｂ）参照。）の正値領域における変動に応じてコントローラ３０がポンプ電流（図２４（Ｅ）参照。）を増大させ、ひいてはそのポンプ電流の増大に応じてポンプ負荷（図２４（Ｄ）参照。）を増大させるためである。
【０２０３】
また、アシスト出力が負値となる期間では、電動発電機１２を発電機として機能させることによるエンジン負荷（エンジントルク）の増加分が、ポンプ負荷を低減させることによるエンジン負荷（エンジントルク）の減少分で相殺されるためである。具体的には、アシスト出力（図２４（Ｂ）参照。）の負値領域における変動に応じてコントローラ３０がポンプ電流（図２４（Ｅ）参照。）を低減させ、ひいてはそのポンプ電流の低減に応じてポンプ負荷（図２４（Ｄ）参照。）を低減させるためである。
【０２０４】
なお、図２４（Ｃ）における細かいドットパターンの領域は、仮にポンプ負荷の増大が行われなかった場合に電動発電機１２を電動機として作動させることによって軽減されていたはずのエンジン負荷（エンジントルク）の減少分を表す。また、図２４（Ｂ）における細かいドットパターンの領域は、油圧駆動系の暖機中における電動発電機１２による電力消費量を表し、図２４（Ｃ）における細かいドットパターンで表すエンジントルクの減少分に対応する。また、図２４（Ｄ）における細かいドットパターンの領域はポンプ負荷の増大分を表し、図２４（Ｃ）における細かいドットパターンで表すエンジントルクの減少分に対応する。
【０２０５】
また、図２４（Ｂ）〜図２４（Ｄ）における粗いドットパターンの領域は、図２３（Ｂ）〜図２３（Ｄ）における粗いドットパターンの領域と同様の意味を有する。
【０２０６】
以上の構成により、コントローラ３０は、油圧駆動系の暖機と蓄電系１２０の暖機を同時に実行できるようにする。その結果、コントローラ３０は、蓄電系１２０の暖機と油圧駆動系の暖機を効率的に実行することができ、全体的な暖機時間を短縮できる。なお、コントローラ３０は、エンジン１１の暖機、油圧駆動系の暖機、及び蓄電系１２０の暖機を同時に実行してもよい。また、油圧駆動系の暖機及び蓄電系１２０の暖機は何れも、エンジン負荷を増大させる傾向にあるため、エンジン１１の暖機を早める効果を有する。
【０２０７】
また、コントローラ３０は、油圧駆動系の暖機中に蓄電系１２０の暖機のために電動発電機１２を発電機として作動させる場合には、メインポンプ１４の吸収馬力を低減させる。そのため、電動発電機１２の吸収馬力（エンジン１１に対する発電負荷）とメインポンプ１４の吸収馬力（エンジン１１に対する油圧負荷）の合計がエンジン１１の出力馬力を超えてしまうのを防止できる。その結果、油圧駆動系の暖機中に蓄電系１２０の暖機を行った場合にエンジン回転数が低下し或いはエンジン１１が停止してしまうのを防止できる。
【０２０８】
また、コントローラ３０は、油圧駆動系の暖機中に蓄電系１２０の暖機のために電動発電機１２を電動機として作動させる場合には、メインポンプ１４の吸収馬力を増大させてもよい。そのため、エンジン１１の出力馬力を超えない範囲でメインポンプ１４の吸収馬力を最大限に増大させて油圧駆動系の暖機をさらに促進できる。その結果、油圧駆動系の暖機時間をさらに短縮することができる。
【０２０９】
また、コントローラ３０は、油圧駆動系の暖機中であるか否かを判定する。上述の実施例では、メインポンプ１４の吐出圧がほぼリリーフ圧となっているリリーフ状態が所定時間にわたって継続した場合に、油圧駆動系の暖機中であると判定する。そのため、コントローラ３０は、油圧駆動系の暖機中であるか掘削等の作業中であるかを信頼性高く判別することができる。その結果、掘削等の作業中に蓄電系１２０の暖機が行われてしまうのを防止できる。
【０２１０】
また、コントローラ３０は、所定の暖機開始条件が満たされた場合に蓄電系１２０の暖機を開始させ、所定の暖機停止条件が満たされた場合に蓄電系１２０の暖機を停止させる。本実施例では、コントローラ３０は、油圧駆動系の暖機中であると判定している場合には、キャパシタ温度が暖機開始キャパシタ温度Ｔｓ以下であり、且つ、旋回操作及び走行操作が行われていない場合に、蓄電系１２０の暖機を開始させる。また、油圧駆動系の暖機中であると判定している場合には、キャパシタ温度が暖機停止キャパシタ温度Ｔｆ以上の場合、或いは、旋回操作又は走行操作が行われた場合に、蓄電系１２０の暖機を停止させる。その結果、コントローラ３０は、不適切なタイミングで蓄電系１２０の暖機が開始され、或いは、不適切なタイミングで蓄電系１２０の暖機が停止されてしまうのを防止できる。
【０２１１】
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。
【０２１２】
例えば、上述の実施例では、充電移行開始充電率（ＳＯＣ１）は、キャパシタ温度が低いほど高くなるように段階的に設定され、放電移行開始充電率（ＳＯＣ２）は、キャパシタ温度が低いほど低くなるように段階的に設定される。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、ＳＯＣ１及びＳＯＣ２の少なくとも一方は、キャパシタ温度に応じて無段階に設定されてもよい。
【０２１３】
また、本願は、２０１４年３月６日に出願した日本国特許出願２０１４−０４４２４０号及び２０１４年３月３１日に出願した日本国特許出願２０１４−０７４５２６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】
【０２１４】
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、１４Ｌ、１４Ｒ・・・メインポンプ  １４ａ、１４ａＬ、１４ａＲ・・・レギュレータ  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、２９ＡＬ、２９ＡＲ・・・吐出圧センサ  ３０・・・コントローラ  ４０Ｌ、４０Ｒ・・・センターバイパス油路  ５０Ｌ、５０Ｒ・・・リリーフ弁  １５１〜１５６・・・流量制御弁  １００・・・昇降圧コンバータ  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  Ｍ２、Ｍ３・・・温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月20日(2018.9.20)
【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、
上部旋回体と、
蓄電器と、を有し、
前記蓄電器に関する温度情報が基準温度範囲に無い場合、旋回用電動機、アシストモータ、及び、油圧ポンプの少なくとも一つを、前記基準温度範囲に無い場合の制御モードにする、
ショベル。
【請求項２】
下部走行体と、
上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される旋回用電動機と、
蓄電器と、
作業アタッチメントを駆動する油圧駆動系と、
油圧ポンプと、
電動発電機と、を有し、
油圧駆動系の暖機中に、蓄電器を充放電させて前記蓄電器を暖機する、
ショベル。
【請求項３】
前記旋回用電動機に供給される電力を低減させ、且つ、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記暖機中に、前記電動発電機を発電機として作動させる場合に、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項５】
前記暖機中に、前記電動発電機を電動機として作動させる場合に、前記油圧ポンプの馬力を増大させる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項６】
前記蓄電器に関する温度が所定温度以下であり、且つ、旋回操作及び走行操作が行われていない場合に、前記蓄電器の暖機を開始させる、
請求項２に記載のショベル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、上部旋回体と、蓄電器と、を有し、前記蓄電器に関する温度情報が基準温度範囲に無い場合、旋回用電動機、アシストモータ、油圧ポンプの少なくとも一つを、前記基準温度範囲に無い場合の制御モードにする。