(57)【要約】【課題】旋回用電動機を含む電気駆動系が通常の運転状態にない状況があり、当該状況で、旋回用電動機の出力が制限される制限運転が行われる場合であっても、操作者に与える違和感を抑制することが可能なショベルを提供すること。【解決手段】蓄電系と、前記蓄電系からの電力供給により旋回機構を駆動する旋回用電動機と、前記旋回用電動機を操作するための旋回操作レバーと、前記旋回操作レバーからの操作入力に基づいて、前記旋回用電動機の駆動制御を行う制御装置であって、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応を通常運転時より弱く設定した制限運転を前記旋回用電動機に行わせることが可能な制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記旋回操作レバーが中立状態に戻ることをフラグとして、前記旋回用電動機の前記制限運転と通常運転とを切り替えることを特徴とする。【選択図】図５
2015190275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電系と、
前記蓄電系からの電力供給により旋回機構を駆動する旋回用電動機と、
前記旋回用電動機を操作するための旋回操作レバーと、
前記旋回操作レバーからの操作入力に基づいて、前記旋回用電動機の駆動制御を行う制御装置であって、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応を通常運転時より弱く設定した制限運転を前記旋回用電動機に行わせることが可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記旋回操作レバーが中立状態に戻ることをフラグとして、前記旋回用電動機の前記制限運転と通常運転とを切り替えることを特徴とする、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記制限運転中に、前記旋回操作レバーからの操作入力があった場合、前記旋回操作レバーが中立状態に戻るまで、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応が通常運転時より弱い状態を継続させることを特徴とする、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記旋回用電動機を通常運転から前記制限運転に移行させる際に、前記旋回操作レバーからの操作入力があった場合、前記旋回操作レバーが中立状態に戻るまで、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応を、通常運転時と同様に維持させ、その後、通常運転時より弱い状態に移行させることを特徴とする、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記制限運転中に、前記旋回操作レバーからの操作入力があった場合、前記旋回操作レバーが中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間以上維持されるまで、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応が通常運転時より弱い状態を継続させることを特徴とする、
請求項２に記載のショベル。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記旋回用電動機を通常運転から前記制限運転に移行させる際に、前記旋回操作レバーからの操作入力があった場合、前記旋回操作レバーが中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間以上維持されるまで、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応を、通常運転時と同様に維持させ、その後、通常運転時より弱い状態に移行させることを特徴とする、
請求項３に記載のショベル。
【請求項６】
エンジンと、
前記エンジンの動力により作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプが吐出する作動油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータを操作するための油圧系操作部と、を備え、
前記制御装置は、
前記制限運転中において、前記油圧系操作部からの操作入力に対する前記油圧アクチュエータの反応を通常運転時より弱い状態にし、
前記制限運転中に、前記旋回操作レバー及び油圧系操作部の少なくとも一方からの操作入力があった場合、前記旋回操作レバー及び油圧系操作部が中立状態に戻るまで、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応、及び、前記油圧系操作部からの操作入力に対する前記油圧アクチュエータの反応が通常運転時より弱い状態を継続させることを特徴とする、
請求項２に記載のショベル。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記制限運転中に、前記旋回操作レバー及び油圧系操作部の少なくとも一方からの操作入力があった場合、前記旋回操作レバー及び油圧系操作部が中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間以上維持されるまで、前記旋回操作部からの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応、及び、前記油圧系操作部からの操作入力に対する前記油圧アクチュエータの反応が通常運転時より弱い状態を継続させることを特徴とする、
請求項６に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回機構を電動化したショベルが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１では、蓄電器、ＤＣバス、及び、コンバータを含む蓄電系と作業要素としての旋回機構を駆動する旋回用電動機を搭載し、蓄電系から供給される電力により旋回用電動機を駆動し、旋回動作を実現するショベルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５７１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、旋回機構が電動化されたショベルでは、旋回用電動機をはじめとした電気駆動系（例えば、蓄電系、旋回用電動機のインバータ、アシストモータ、及び、アシストモータのインバータ等）が通常の運転状態にない場合がある。例えば、ショベル起動時における電気駆動系の立ち上げシーケンス（立ち上げ処理）の実行中や電気駆動系に含まれる電気装置の少なくとも一つが故障状態（異常状態）にある場合等である。
【０００６】
このように、電気駆動系が通常の運転状態にない場合、操作者の操作入力に基づく旋回駆動（旋回用電動機の駆動）を通常の出力で行わせることは好ましくないため、旋回駆動の出力が制限される場合がある。即ち、旋回用電動機は、操作入力に対する反応が弱い状態に設定された制限運転が行われる場合がある。
【０００７】
しかしながら、例えば、電気駆動系に含まれるアシストモータに異常が発生して、旋回用電動機を通常運転から制限運転に切り替える際に、旋回操作レバーの操作が行われていると、急に、旋回用電動機の反応が弱くなり、操作者に違和感を与えるおそれがある。
【０００８】
また、立ち上げシーケンスが終了し、旋回用電動機を制限運転から通常運転に切り替える際に、旋回操作レバーの操作が行われていると、旋回用電動機の制限の解除に伴い、急に、旋回用電動機が大きく駆動され、同様に、操作者に違和感を与えるおそれがある。
【０００９】
そこで、上記課題に鑑み、旋回用電動機を含む電気駆動系が通常の運転状態にない状況があり、当該状況で、旋回用電動機の出力が制限される制限運転が行われる場合であっても、操作者に与える違和感を抑制することが可能なショベルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、一実施形態において、ショベルは、
蓄電系と、
前記蓄電系からの電力供給により旋回機構を駆動する旋回用電動機と、
前記旋回用電動機を操作するための旋回操作レバーと、
前記旋回操作レバーからの操作入力に基づいて、前記旋回用電動機の駆動制御を行う制御装置であって、前記旋回操作レバーからの操作入力に対する前記旋回用電動機の反応を通常運転時より弱く設定した制限運転を前記旋回用電動機に行わせることが可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記旋回操作レバーが中立状態に戻ることをフラグとして、前記旋回用電動機の前記制限運転と通常運転とを切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述の実施形態により、旋回用電動機を含む電気駆動系が通常の運転状態にない状況があり、当該状況で、旋回用電動機の出力が制限される制限運転が行われる場合であっても、操作者に与える違和感を抑制することが可能なショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係るハイブリッドショベルの側面図である。
【図２】ハイブリッドショベルの駆動系の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】ハイブリッドショベルの蓄電系の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】ハイブリッドショベルの蓄電系の回路図である。
【図５】コントローラによる立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機の運転状態の切替処理（制限運転モードから通常運転モードへの切替処理）を含むハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】コントローラによる立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機の運転状態の切替処理（制限運転モードから通常運転モードへの切替処理）を含むハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の他の例を示すフローチャートである。
【図７】コントローラによる立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機の運転状態の切替処理（制限運転モードから通常運転モードへの切替処理）を含むハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の更に他の例を示すフローチャートである。
【図８】コントローラによる電気駆動系の異常発生時における旋回用電動機の運転状態の切替処理（通常運転モードから制限運転モードへの切替処理）の一例を示すフローチャートである。
【図９】コントローラによる電気駆動系の異常発生時における旋回用電動機の運転状態の切替処理（通常運転モードから制限運転モードへの切替処理）の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１４】
まず、本発明の一実施形態に係るハイブリッドショベルの全体構成及び駆動系の構成について説明する。図１は、一実施形態に係るショベルを示す側面図である。
【００１５】
図１に示すハイブリッドショベルにおける下部走行体１には、旋回機構２を介して作業要素としての上部旋回体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。アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及び、バケット６は、アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及び、バケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。また、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。
【００１６】
図２は、図１に示すハイブリッドショベルの駆動系の構成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い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細い実線でそれぞれ示されている。
【００１７】
エンジン１１と、アシストモータとしての電動発電機１２は、減速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続されている。減速機１３の出力軸には、油圧ポンプとしてのメインポンプ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。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が接続されている。なお、電動発電機１２には、インバータ１８を介して、蓄電装置を含む蓄電系１２０が接続される。
【００１８】
メインポンプ１４は、高圧油圧ライン１６を介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ１４は、斜板の角度（傾転角）を変更することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量、すなわち、ポンプ出力を変化させることができる。メインポンプ１４の斜板は、レギュレータ（不図示）により制御される。レギュレータは、電磁比例弁（不図示）に対する制御電流の変化に対応して、斜板の傾転角を変化させる。例えば、制御電流を増加させることにより、レギュレータは、斜板の傾転角を大きくして、メインポンプ１４の吐出流量を多くする。また、制御電流を減少させることにより、レギュレータは、斜板の傾転角を小さくして、メインポンプ１４の吐出流量を少なくする。
【００１９】
パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプであり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。
【００２０】
コントロールバルブ１７は、ハイブリッド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。下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）、油圧モータ１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及び、バケットシリンダ９等の各種アクチュエータは、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、以下の説明では、油圧モータ１Ａ（右用）、油圧モータ１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及び、バケットシリンダ９を集合的に「油圧アクチュエータ」と呼ぶ場合がある。
【００２１】
操作装置２６は、各種アクチュエータ（油圧アクチュエータ、及び、後述する電動アクチュエータとしての旋回用電動機２１）を操作するための操作手段であり、操作量、操作方向等の操作内容に応じたパイロット圧を発生させる。また、操作装置２６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。圧力センサ２９は、操作装置２６が発生させたパイロット圧を電気信号に変換し、変換した電気信号を後述するコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６は、例えば、各油圧アクチュエータを操作するための油圧系操作部（油圧系操作レバー、油圧系操作ペダル等）、及び、後述する旋回用電動機２１を操作するための旋回操作レバーとを含み、操作方向を異にする形で、油圧系操作レバーと旋回操作レバーとは、兼用されてもよい。コントロールバルブ１７は、操作装置２６が発生させたパイロット圧に応じて各種アクチュエータ（各油圧アクチュエータ）に対応するスプール弁を動かし、メインポンプ１４が吐出する作動油を各種アクチュエータに供給する。
【００２２】
図２に示すハイブリッドショベルは、旋回機構を電動化したものであり、旋回機構２を駆動するために旋回モータとしての旋回用電動機２１を有する。電動アクチュエータとしての旋回用電動機２１は、インバータ２０を介して蓄電系１２０に接続されている。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、旋回減速機２４が接続される。
【００２３】
図３は、図２に示す蓄電系１２０の構成の一例を示すブロック図である。蓄電系１２０は、蓄電部としての蓄電装置１９、昇降圧コンバータ１００、及び、別の蓄電部としてのＤＣバス１１０を含む。本実施形態では、蓄電装置１９は、例えばキャパシタである。また、ＤＣバス１１０は、電動発電機１２、蓄電装置１９、及び、旋回用電動機２１の間での電力の授受を制御する。また、蓄電装置としてのキャパシタ１９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。キャパシタ電圧検出部１１２と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圧値とキャパシタ電流値は、後述するコントローラ３０に供給される。
【００２４】
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。本実施形態では、昇降圧コンバータ１００は、キャパシタ１９とＤＣバス１１０との間に配置される。また、ＤＣバス１１０は、インバータ１８、２０と昇降圧コンバータ１００との間に配置され、電動発電機１２、キャパシタ１９、及び、旋回用電動機２１の間で電力の授受が行われるようにする。
【００２５】
図２に戻り、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、当該ショベルの駆動制御を行うためのコントローラ３０を有する。コントローラ３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及び内部メモリを含む演算処理装置であってよい。具体的には、コントローラ３０は、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。
【００２６】
例えば、コントローラ３０は、電動発電機１２の駆動制御を通じて、電動アシスト運転と発電運転の切り替えを行う。また、コントローラ３０は、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。より具体的には、蓄電装置としてのキャパシタ１９の充電状態及び電動発電機１２の運転状態等に基づく昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切り替え制御を通じて、キャパシタ１９の充放電制御を行う。なお、昇圧動作は、キャパシタ１９の電気エネルギをＤＣバス１１０に移動させてＤＣバス１１０の電圧を上昇させる動作であり、降圧動作は、ＤＣバス１１０の電気エネルギをキャパシタ１９に移動させてＤＣバス１１０の電圧を降下させる動作である。また、電動発電機１２の運転状態は、電動アシスト運転状態及び発電運転状態を含み、旋回用電動機２１の運転状態は、力行運転状態及び回生運転状態を含む。
【００２７】
昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切り替え制御は、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】
また、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。なお、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内容を表す信号に相当する。例えば、当該速度指令に対して、レゾルバ２２から入力された旋回用電動機２１の回転速度の検出値をフィードバックするフィードバック制御を実行してよい。そして、コントローラ３０は、フィードバック制御により旋回用電動機２１に発生させるトルクの指令（トルク指令）を生成し、当該トルク指令に応じてインバータ２０を駆動することで、旋回用電動機２１の駆動制御（速度制御）を実行してよい。
【００２９】
以上のような構成において、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、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に供給される。また、旋回用電動機２１が回生運転で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、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に供給される。
【００３０】
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ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０２Ａ、降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂ、キャパシタ１９を接続するための一対の電源接続端子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コンデンサ１０７を含む。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。
【００３１】
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、他端は正極側電源接続端子１０４Ｐに接続される。リアクトル１０１は、昇圧用ＩＧＢＴ１０２ＡのＯＮ／ＯＦＦ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。
【００３２】
昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂは、大電力の高速スイッチングが可能な半導体素子（スイッチング素子）である。本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタで構成される。そして、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。また、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。
【００３３】
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を行う充放電可能な蓄電装置である。本実施形態では、キャパシタ１９としてリチウムイオンキャパシタ（Ｌｉｔｈｉｕｍ−Ｉｏｎ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ（ＬＩＣ））が採用される。なお、リチウムイオンキャパシタの代わりに、電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｌａｙｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ（ＥＤＬＣ））、リチウムイオン電池（Ｌｉｔｈｉｕｍ−Ｉｏｎ  Ｂａｔｔｅｒｙ（ＬＩＢ））等の二次電池、又は、電力の授受が可能なその他の形態の電源が採用されてもよい。
【００３４】
一対の電源接続端子１０４及び一対の出力端子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。なお、一対の電源接続端子１０４の間にはキャパシタ電圧検出部１１２が接続される。また、一対の出力端子１０６の間にはＤＣバス電圧検出部１１１が接続される。
【００３５】
キャパシタ電圧検出部１１２は、キャパシタ１９の端子間電圧であるキャパシタ電圧値Ｖｃａｐを検出する。また、ＤＣバス電圧検出部１１１は、ＤＣバス１１０の電圧であるＤＣバス電圧値Ｖｄｃを検出する。平滑用コンデンサ１０７は、正極側出力端子１０６Ｐと負極側出力端子１０６Ｎとの間に挿入され、ＤＣバス電圧値Ｖｄｃを平滑化する。
【００３６】
キャパシタ電流検出部１１３は、キャパシタ１９の正極端子（Ｐ端子）側においてキャパシタ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。
【００３７】
昇降圧コンバータ１００によりＤＣバス１１０をキャパシタ電圧値以上に昇圧する際には、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａのゲート端子にＰＷＭ電圧が印加される。その結果、昇圧用ＩＧＢＴ１０２ＡのＯＮ／ＯＦＦに伴ってリアクトル１０１に発生する誘導起電力が降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂに並列に接続されたダイオード１０２ｂを介してＤＣバス１１０に供給される。これにより、ＤＣバス１１０が昇圧される。なお、ＤＣバス１１０をキャパシタ電圧値未満の電圧値に昇圧する際には、昇降圧コンバータ１００は、ダイオード１０２ｂを介してキャパシタ１９の電気エネルギをＤＣバス１１０に移動させることができる。
【００３８】
昇降圧コンバータ１００によりＤＣバス１１０を降圧する際には、降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂのゲート端子にＰＷＭ電圧が印加される。その結果、インバータ１８、２０からの回生電力が降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂを介してＤＣバス１１０からキャパシタ１９に供給される。これにより、ＤＣバス１１０に蓄積された電力がキャパシタ１９に充電され、ＤＣバス１１０が降圧される。
【００３９】
なお、コントローラ３０と昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａとの間には、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａを駆動するＰＷＭ信号を生成する駆動部（不図示）が存在する。この駆動部は、電子回路又は演算処理装置の何れで実現されてもよい。降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂについても同様である。
【００４０】
また、本実施形態では、キャパシタ１９の正極端子と昇降圧コンバータ１００の正極側電源接続端子１０４Ｐとを接続する正極側電源ラインＬＰに継電器としての正極側リレー９１Ｐが設けられる。正極側リレー９１Ｐは、コントローラ３０からの導通信号によりＯＮ（導通）状態となり、遮断信号によりＯＦＦ（遮断）状態となる。コントローラ３０は、正極側リレー９１Ｐを遮断状態とすることで、キャパシタ１９を昇降圧コンバータ１００から切り離すことができる。
【００４１】
また、キャパシタ１９の負極端子と昇降圧コンバータ１００の負極側電源接続端子１０４Ｎとを接続する負極側電源ラインＬＮには負極側リレー９１Ｎが設けられる。負極側リレー９１Ｎは、正極側リレー９１Ｐと同様、コントローラ３０からの導通信号によりＯＮ（導通）状態となり、遮断信号によりＯＦＦ（遮断）状態となる。コントローラ３０は、負極側リレー９１Ｎを遮断状態とすることで、キャパシタ１９を昇降圧コンバータ１００から切り離すことができる。
【００４２】
なお、コントローラ３０は、正極側リレー９１Ｐと負極側リレー９１Ｎを一組のリレーとして制御し、両方を同時に遮断状態としてキャパシタ１９を昇降圧コンバータ１００から切り離してもよい。
【００４３】
次に、後述する本実施形態に係るハイブリッドショベル（コントローラ３０）による特徴的な制御処理の前提となる旋回用電動機２１の制限運転について説明をする。
【００４４】
本実施形態に係るハイブリッドショベルでは、旋回用電動機２１を含む電気駆動系（蓄電系１２０、インバータ１８、２０、電動発電機１２等）が通常の運転状態にない場合がある。例えば、ハイブリッドショベルの起動時における電気駆動系の立ち上げシーケンス（立ち上げ処理）の実行中や電気駆動系に含まれる各電気装置の少なくとも一つが故障状態（異常状態）にある場合等である。
【００４５】
電気駆動系が通常の運転状態にない場合、操作者の旋回操作レバーからの操作入力に基づく旋回用電動機２１の駆動を通常の出力で行わせることは好ましくないため、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の出力を制限する。即ち、コントローラ３０は、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応を通常運転時より弱い状態に設定する。例えば、コントローラ３０は、操作装置２６に含まれる旋回操作レバーによる操作が行われた場合であっても、旋回用電動機２１により出力可能な旋回速度を制限したり、旋回停止状態を維持させたりする。より具体的には、コントローラ３０は、速度指令の最大値を制限することにより、旋回速度の制限を行ってよい。また、コントローラ３０は、速度指令を常に０に保持すること（０速制御）により、旋回停止状態を維持してよい。また、コントローラ３０は、レゾルバ２２から受信した旋回用電動機２１の回転位置情報に基づいて、サーボロック（位置保持）制御を行ってよい。以下の説明では、旋回駆動の制限が行われている旋回用電動機２１の運転状態を「制限運転モード」と呼び、通常運転時における旋回操作レバーからの操作入力（操作量）に応じて動作する旋回用電動機２１の運転状態を「通常運転モード」と呼ぶ場合がある。
【００４６】
換言すれば、本実施形態におけるハイブリッドショベルは、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時よりも弱い（反応がない状態を含む）期間を有する。
【００４７】
なお、コントローラ３０は、同様に、立ち上げシーケンスの実行中や電気駆動系に含まれる電気装置の少なくとも一つが故障状態（異常状態）にある場合等において、電動発電機１２の駆動（アシスト運転）の制限を行ってよい。
【００４８】
ここで、コントローラ３０によりハイブリッドショベルの起動時に実行される立ち上げシーケンス（立ち上げ処理）について説明をする。
【００４９】
上述したとおり、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、旋回機構を電動化したものであり、旋回機構２を駆動する旋回用電動機２１は、蓄電系１２０からの電力供給により駆動される。また、ハイブリッドショベルは、エンジン１１のアシストモータとしての電動発電機１２を備え、電動発電機１２は、蓄電系１２０からの電力供給により駆動される。そのため、ハイブリッドショベルの起動時において、蓄電系１２０、旋回用電動機２１、電動発電機１２、インバータ１８、２０を含む電気駆動系を適切かつ安全に動作させるための制御処理を行う必要があり、コントローラ３０により実行される当該制御処理を立ち上げシーケンスと呼ぶ。
【００５０】
立ち上げシーケンスは、イグニッションスイッチ（不図示）がＯＮされると開始され、例えば、以下（１）〜（４）のような処理を含んでよい。
【００５１】
（１）キャパシタ１９と昇降圧コンバータ１００との接続処理
キャパシタ１９の電圧をある一定以上に維持するため、イグニッションスイッチがＯＦＦの状態において、正極側リレー９１Ｐ及び負極側リレー９１Ｎは遮断されている。そのため、コントローラ３０は、正極側リレー９１Ｐ及び負極側リレー９１Ｎに対して導通信号を出力し、キャパシタ１９と昇降圧コンバータ１００とを電気的に接続する。
【００５２】
（２）昇降圧コンバータ制御系の起動処理
コントローラ３０は、昇降圧コンバータ１００に対して起動指令を出力し、昇降圧コンバータ１００を起動させる。
起動された昇降圧コンバータ１００は、ＤＣバス電圧検出部１１１により検出されるＤＣバス電圧値Ｖｄｃが所定電圧値（例えば、３６０［Ｖ］）に達するまで昇圧動作を継続する。そして、昇降圧コンバータ１００は、ＤＣバス電圧値Ｖｄｃが所定電圧値に達したことを検知すると、その旨を表す昇圧済み信号をコントローラ３０に対して出力する。なお、コントローラ３０は、ＤＣバス電圧検出部１１１の出力を自ら監視し、ＤＣバス電圧値Ｖｄｃが所定電圧値に達したことを判断してもよい。
【００５３】
（３）電動モータ制御系の起動処理
コントローラ３０は、インバータ１８及びインバータ２０に対して起動指令を出力する。
インバータ１８は、起動指令を受信すると、自身が正常に起動されたことを表す起動済み信号をコントローラ３０に対して出力する。そして、インバータ１８は、電動発電機１２との間での電力の授受が可能な状態となり、電動発電機１２は、電動アシスト運転及び発電運転が可能な状態となる。
同様に、インバータ２０は、起動指令を受信すると、自身が正常に起動されたことを表す起動済み信号をコントローラ３０に対して出力する。そして、インバータ２０は、旋回用電動機２１との間での電力の授受が可能な状態となり、旋回用電動機２１は、力行運転及び回生運転が可能な状態となる。
【００５４】
（４）キャパシタ１９の異常を検出するための異常検出処理
コントローラ３０は、例えば、キャパシタ電圧検出部１１２から入力されたキャパシタ電圧値Ｖｃａｐに基づいて、キャパシタ１９の異常を検出してよい。即ち、キャパシタ１９は、ハイブリッドショベルのイグニッションスイッチがＯＦＦの状態において、その電圧がある一定の以上に維持されるように、イグニッションスイッチがＯＦＦにされる際、終了制御（充電制御）が実行される。そのため、キャパシタ電圧値Ｖｃａｐがある一定の電圧値より十分に小さくなっている場合は、短絡等による異常放電が発生している可能性が高く、キャパシタ電圧値Ｖｃａｐによる異常検出を行うことができる。なお、キャパシタ１９（を含む回路）の異常を検出するため処理は、当該処理に限られず、異常を検出するための任意の処理が実行されてよい。
【００５５】
次に、本実施形態に係るハイブリッドショベル（コントローラ３０）による特徴的な制御処理、即ち、旋回用電動機２１の制限運転モード及び通常運転モードの切替処理について説明をする。
【００５６】
まず、立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機２１の制限運転モードから通常運転モードへの切替処理について説明をする。
【００５７】
操作者が操作入力に対する旋回用電動機２１の旋回駆動が制限されていることを知らない場合、立ち上げシーケンス実行中に、旋回用電動機２１に対する操作が行われる可能性がある。この場合、立ち上げシーケンスが完了し、旋回用電動機２１を通常運転に切り替える際に、旋回操作レバーが操作された状態にあると、突然、旋回用電動機２１が旋回操作レバーの操作量に応じて大きく駆動され、操作者に違和感を与えてしまうおそれがある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、立ち上げシーケンス実行中に、旋回操作レバーに操作入力があった場合、旋回操作レバーが中立状態に戻ることをフラグとして、旋回用電動機２１の運転状態を制限運転モードから通常運転モードに切り替える。
【００５９】
図５は、コントローラ３０による立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（制限運転モードから通常運転モードへの切替処理）を含むハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、ハイブリッドショベルが起動（イグニッションスイッチがＯＮ）される毎に実行される。
【００６０】
図５を参照するに、ステップＳ１０１では、上述した立ち上げシーケンスが開始される。
【００６１】
また、ステップＳ１０２では、立ち上げシーケンスの開始と同時に、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動を制限する。即ち、旋回用電動機２１の運転状態を制限運転モードに移行させる。なお、上述したとおり、旋回駆動の制限には、旋回速度の最大値を制限することや旋回自体を停止させることが含まれてよい。
【００６２】
ステップＳ１０３では、立ち上げシーケンスが完了したか否かが判定される。立ち上げシーケンスが完了していない場合（当該判定条件を満足しない場合）、立ち上げシーケンスが完了するまで、当該判定処理を繰り返し実行し、立ち上げシーケンスが完了した場合、ステップＳ１０４に進む。
【００６３】
ステップＳ１０４では、立ち上げシーケンス完了時において、旋回操作レバーが中立状態であるか否かが判定される。立ち上げシーケンス完了時において、旋回操作レバーが中立状態でない場合（旋回操作レバーに対する操作入力がある場合）、当該判定処理（旋回操作レバーが中立状態であるか否か）を繰り返し実行し、旋回操作レバーが中立状態に戻った場合、ステップＳ１０５に進む。
【００６４】
ステップＳ１０５では、旋回用電動機２１の制限運転モードを解除し、通常運転モードに移行させる。即ち、旋回用電動機２１は、操作者による旋回操作レバーからの操作入力（操作量）に応じて、駆動されるようになる。
【００６５】
このように、本例における起動制御では、立ち上げシーケンス完了前に、旋回操作レバーに対する操作入力があった場合、立ち上げシーケンス完了後、旋回操作レバーが中立状態に戻るまで旋回用電動機２１の制限運転モードが継続される。即ち、コントローラ３０は、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い状態を継続させる。これにより、立ち上げシーケンス完了時に旋回操作レバーが中立状態に戻っていない場合であっても、立ち上げシーケンス完了後、突然、旋回用電動機２１が、旋回操作レバーの操作量に応じて、大きく駆動されることを防止することができる。そのため、操作者に与える違和感を抑制することができる。
【００６６】
特に、操作者が立ち上げシーケンス実行中に旋回用電動機２１の駆動が制限されることを知らない場合、旋回用電動機２１が意図通りに動作しないために、旋回操作レバーに対して、大きな操作量の操作入力がなされる可能性がある。このように、旋回操作レバーに対して、大きな操作量の操作入力がなされた状態で、立ち上げシーケンスが完了し、旋回用電動機２１の動作状態が通常運転モードに移行されると、旋回用電動機２１が比較的高い速度で大きく駆動され、操作者に違和感を与えるおそれがある。しかしながら、本例の起動制御のように、立ち上げシーケンス完了後に、旋回操作レバーが中立状態に戻るまで、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い状態を継続させることで、当該問題を解消することができる。
【００６７】
続いて、コントローラ３０によるハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の他の例について説明をする。
【００６８】
図６は、コントローラ３０による立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（制限運転モードから通常運転モードへの切替処理）を含むハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、ハイブリッドショベルが起動（イグニッションスイッチがＯＮ）される毎に実行される。
【００６９】
図６を参照するに、ステップＳ２０１では、ステップＳ１０１と同様、上述した立ち上げシーケンスが開始される。
【００７０】
また、ステップＳ２０２では、ステップＳ１０２と同様、立ち上げシーケンスの開始と同時に、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動を制限する。即ち、旋回用電動機２１の運転状態を制限運転モードに移行させる。なお、上述したとおり、旋回駆動の制限には、旋回速度の最大値を制限することや旋回自体を停止させることが含まれてよい。
【００７１】
ステップＳ２０３では、ステップＳ１０３と同様、立ち上げシーケンスが完了したか否かが判定される。立ち上げシーケンスが完了していない場合（当該判定条件を満足しない場合）、立ち上げシーケンスが完了するまで、当該判定処理を繰り返し実行し、立ち上げシーケンスが完了した場合、ステップＳ２０４に進む。
【００７２】
ステップＳ２０４では、立ち上げシーケンス完了時において、旋回操作レバーが中立状態であるか否かが判定される。立ち上げシーケンス完了時において、旋回操作レバーが中立状態でない場合（旋回操作レバーに対する操作入力がある場合）、当該判定処理（旋回操作レバーが中立状態であるか否か）を繰り返し実行し、旋回操作レバーが中立状態に戻った場合、ステップＳ２０５に進む。
【００７３】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４にて、旋回操作レバーが中立状態であると判定されてから所定時間Ｔが経過したか否かを判定する。なお、コントローラ３０は、旋回操作レバーの中立状態が検出された時点から内部タイマをカウントすることにより所定時間Ｔが経過したか否かを判定してよい。所定時間Ｔが経過していない場合、ステップＳ２０６に進み、ステップＳ２０６では、継続して、旋回操作レバーが中立状態であるか否かを判定し、継続して、旋回操作レバーが中立状態にある場合、ステップＳ２０５に戻る。即ち、旋回操作レバーが中立状態に維持されていることを監視しつつ、所定時間Ｔが経過するのを待つ。
【００７４】
ステップＳ２０５にて、旋回操作レバーが中立状態であると判定されてから所定時間Ｔ経過したと判定された場合、ステップＳ２０７に進む。
【００７５】
一方、ステップＳ２０６にて、旋回操作レバーが中立状態でない、即ち、旋回操作レバーに操作入力があった場合、再度、ステップＳ２０４に戻る。
【００７６】
まとめると、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６では、立ち上げシーケンス完了後、旋回操作レバーが、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持されたかを判定している。そして、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持された場合、ステップＳ２０７に進む。一方、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持されなかった場合、コントローラ３０は、再度、旋回操作レバーが中立状態に戻るのを監視し、中立状態に戻ったのを検出すると、同様に、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持されたかの判定を繰り返す。
【００７７】
なお、所定時間Ｔ以上の間、旋回操作レバーが中立状態に維持されているか否かは、立ち上げシーケンス実行中において中立状態が維持されていた時間を含むようにしてもよい。即ち、立ち上げシーケンス完了直前から旋回操作レバーの中立状態が維持されている場合、既に、旋回操作レバーの中立状態は、ある程度維持された状態が継続しているので、その時間を含めて、所定時間Ｔ以上の間、中立状態が維持されているか否かを判定してもよい。この場合、コントローラ３０は、立ち上げシーケンス実行中においても、圧力センサ２９からの電気信号に基づき旋回操作レバーの中立状態を検出した場合、内部タイマのカウントを開始させるとよい。これにより、立ち上げシーケンス実行中において、旋回操作レバーが中立状態に維持されていた時間を検出することができる。
【００７８】
ステップＳ２０７では、ステップＳ１０５と同様、旋回用電動機２１の制限運転モードを解除し、通常運転モードに移行させる。即ち、旋回用電動機２１は、操作者による旋回操作レバーからの操作入力（操作量）に応じて、駆動されるようになる。
【００７９】
このように、本例における起動制御では、立ち上げシーケンス完了前に、旋回操作レバーに対する操作入力があった場合、立ち上げシーケンス完了後、旋回操作レバーが中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで、旋回用電動機２１の制限運転モードが継続される。即ち、コントローラ３０は、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い状態を継続させる。これにより、図５の例と同様、立ち上げシーケンス完了時に旋回操作レバーが中立状態に戻っていない場合であっても、立ち上げシーケンス完了後、突然、旋回用電動機２１が、旋回操作レバーの操作量に応じて、大きく駆動されることを防止することができる。
【００８０】
また、本例では、中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで、旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い状態を継続させるので、立ち上げシーケンス完了後、突然、旋回用電動機２１が大きく駆動されることをより良く防止することができる。即ち、立ち上げシーケンス実行中に、比較的高い操作速度で旋回操作レバーに対する操作入力なされた場合、立ち上げシーケンス完了後、旋回操作レバーが中立状態に戻っても、比較的高い操作速度のまま、逆方向への旋回を指示する操作入力に移行する可能性がある。しかしながら、中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い状態が継続されるので、このような場合に、突然、旋回用電動機２１が大きく駆動されることを防止することができる。そのため、操作者に与える違和感をより良く抑制することができる。
【００８１】
続いて、コントローラ３０によるハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の更に他の例について説明をする。
【００８２】
図７は、コントローラ３０による立ち上げシーケンス完了時における旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（制限運転モードから通常運転モードへの切替処理）を含むハイブリッドショベルの起動時における制御（起動制御）処理の更に他の例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、ハイブリッドショベルが起動（イグニッションスイッチがＯＮ）される毎に実行される。
【００８３】
図７を参照するに、ステップＳ３０１では、ステップＳ１０１、Ｓ２０１と同様、上述した立ち上げシーケンスが開始される。
【００８４】
また、ステップＳ３０２では、立ち上げシーケンスの開始と同時に、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動を制限する。また、併せて、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの駆動を制限する。即ち、旋回用電動機２１、油圧アクチュエータの運転状態を制限運転モードに移行させる。例えば、コントローラ３０は、立ち上げシーケンスの実行中において、操作装置２６に含まれる油圧系操作部による操作が行われた場合であっても、油圧アクチュエータによる出力を制限したり、油圧アクチュエータの停止状態を維持させたりする。より具体的には、コントローラ３０は、メインポンプ１４の斜板の傾転角を制御するレギュレータ（不図示）の制御電流を比較的小さい値に制限することにより、油圧アクチュエータの出力を制限してよい。また、コントローラ３０は、パイロットライン２５に配置されるゲートロック切替弁（不図示）をＯＦＦ（非連通）にし、パイロットポンプ１５から操作装置２６へのパイロット圧の供給を遮断することにより、油圧アクチュエータの停止状態を維持させてよい。なお、ゲートロック切替弁は、ハイブリッドショベルのキャビン１０内のゲートロックレバー（不図示）と連動してＯＮ（連通）／ＯＦＦ（非連通）の切り替えがなされる電磁切替弁である。なお、上述したとおり、旋回駆動の制限には、旋回速度の最大値を制限することや旋回自体を停止させることが含まれてよい。
【００８５】
ステップＳ３０３では、ステップＳ１０３、２０３と同様、立ち上げシーケンスが完了したか否かが判定される。立ち上げシーケンスが完了していない場合（当該判定条件を満足しない場合）、立ち上げシーケンスが完了するまで、当該判定処理を繰り返し実行し、立ち上げシーケンスが完了した場合、ステップＳ３０４に進む。
【００８６】
ステップＳ３０４では、立ち上げシーケンス完了時において、旋回操作レバー、及び、油圧系操作部が中立状態であるか否かが判定される。立ち上げシーケンス完了時において、旋回操作レバー、及び、油圧系操作部が中立状態でない場合（旋回操作レバー、又は、油圧系操作部の少なくとも一方に対する操作入力がある場合）、当該判定処理（旋回操作レバー、及び、油圧系操作部が中立状態であるか否か）を繰り返し実行する。そして、旋回操作レバー、及び、油圧系操作部が中立状態に戻った場合、ステップＳ３０５に進む。
【００８７】
ステップＳ３０５では、旋回用電動機２１（電動アクチュエータ）、油圧アクチュエータの制限運転モードを解除し、通常運転モードに移行させる。即ち、旋回用電動機２１は、操作者による旋回操作レバーからの操作入力（操作量）に応じて、駆動されるようになり、油圧アクチュエータは、油圧系操作部からの操作入力（操作量）に応じて、駆動されるようになる。
【００８８】
このように、本例における起動制御では、立ち上げシーケンス実行中、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動に加えて、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの駆動が制限される。即ち、コントローラ３０は、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの反応が通常運転時より弱い状態にする。これにより、旋回用電動機２１（電動アクチュエータ）、油圧アクチュエータ、双方の操作入力に対する駆動が制限されるので、操作者は、制限運転モードであることを気づきやすくなり、立ち上げシーケンス実行中における旋回操作レバー、油圧系操作部による操作が抑制される。そのため、立ち上げシーケンス終了後、突然、旋回用電動機２１、油圧アクチュエータが、旋回操作レバー、油圧系操作部の操作量に応じて、大きく駆動されることを防止することができる。
【００８９】
また、本例における起動制御では、立ち上げシーケンス完了前に、旋回操作レバー、又は、油圧系操作部の少なくとも一方に対する操作入力があった場合、立ち上げシーケンス完了後、旋回操作レバー、及び、油圧系操作部が中立状態に戻るまで旋回用電動機２１、油圧アクチュエータの制限運転モードが継続される。これにより、立ち上げシーケンス完了時に旋回操作レバー、油圧系操作部が中立状態に戻っていない場合であっても、立ち上げシーケンス完了後、突然、旋回用電動機２１、油圧アクチュエータが、旋回操作レバー、油圧系操作部の操作量に応じて、大きく駆動されることを防止することができる。そのため、操作者に与える違和感をより良く抑制することができる。
【００９０】
なお、図７のステップＳ３０４の処理フローに代えて、図６のステップＳ２０４〜Ｓ２０６と同様の処理フローを適用してもよい。即ち、コントローラ３０は、立ち上げシーケンス完了前に、旋回操作レバー、及び、油圧系操作部の少なくとも一方に対する操作入力があった場合、立ち上げシーケンス完了後、旋回操作レバー、及び、油圧系操作部が中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間Ｔ以上の間、維持されるまで旋回用電動機２１、及び、油圧アクチュエータの制限運転モードが継続されるようにしてよい。これにより、図６に示した起動制御の例と同様の作用、効果を奏する。
【００９１】
また、図５〜７に示した起動制御の例において、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動が制限されている場合に、旋回用電動機２１の駆動が制限されている旨を操作者に報知する手段（インジケータランプ、画像、音声等）を設けてもよい。同様に、図７に示した起動制御の例において、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの駆動が制限されている場合に、油圧アクチュエータの駆動が制限されている旨を操作者に報知する手段を設けてもよい。これにより、操作者は、制限運転モードであることにより気づきやすくなり、立ち上げシーケンス実行中における旋回操作レバー、油圧系操作部による操作が更に抑制される。そのため、立ち上げシーケンス終了後、突然、旋回用電動機２１、及び、油圧アクチュエータの少なくとも一方が、旋回操作レバー、油圧系操作部の操作量に応じて、大きく駆動されることをより良く防止することができる。
【００９２】
次いで、電気駆動系に含まれる構成要素（電動発電機１２、インバータ１８、蓄電系１２０等）の少なくとも一部に異常が発生した場合（電気駆動系の異常発生時）における旋回用電動機２１の制限運転モードから通常運転モードへの切替処理について説明をする。なお、「電気駆動系の異常」の中には、旋回駆動に関する異常、即ち、旋回用電動機２１、インバータ２０の異常は含まれない。
【００９３】
電気駆動系における異常はいつ発生するかわからないため、電気駆動系における異常発生時に、旋回用電動機２１に対する操作が行われている場合がある。そのため、電気駆動系における異常発生に対応して、旋回用電動機２１を制限運転に切り替えると、突然、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が弱くなり、操作者に違和感を与えてしまうおそれがある。
【００９４】
そこで、電気駆動系における異常発生時に、旋回操作レバーに操作入力があった場合、旋回操作レバーが中立状態に戻ることをフラグとして、旋回用電動機２１の運転状態を通常運転モードから制限運転モードに切り替える。
【００９５】
図８は、コントローラ３０による電気駆動系の異常発生時における旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（通常運転モードから制限運転モードへの切替処理）の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、ハイブリッドショベルの起動中において、電気駆動系（電動発電機１２、インバータ１８、及び、蓄電系１２０の少なくとも一つ）に異常が検出された場合に実行される。
【００９６】
図８を参照するに、ステップＳ４０１では、電気駆動系の異常発生時に、旋回操作レバーが中立状態であるか否かが判定される。旋回操作レバーが中立状態でない場合（旋回操作レバーに対する操作入力がある場合）、当該判定処理（旋回操作レバーが中立状態であるか否か）を繰り返し実行し、旋回操作レバーが中立状態に戻った場合、ステップＳ４０２に進む。
【００９７】
ステップＳ４０２では、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動を制限する。即ち、旋回用電動機２１の運転状態を通常運転モードから制限運転モードに移行させる。なお、上述したとおり、旋回駆動の制限には、旋回速度の最大値を制限することや旋回自体を停止させることが含まれてよい。
【００９８】
このように、本例における切替制御では、電気駆動系の異常発生時に、旋回操作レバーからの操作入力があった場合、旋回操作レバーが中立状態に戻るまで、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応を、通常運転時と同様に維持させる。そして、旋回操作レバーが中立状態に戻った場合、旋回用電動機２１の反応を通常運転時より弱い状態に移行させる。これにより、電気駆動系に異常が発生し、旋回用電動機２１を通常運転モードから制限運転モードに移行させる際に、旋回操作レバーの操作が行われていても、急に、操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が弱くなることがないため、操作者に与える違和感を抑制することができる。
【００９９】
続いて、コントローラ３０による電気駆動系の異常発生時における旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（通常運転モードから制限運転モードへの切替処理）の他の例について説明をする。
【０１００】
図９は、コントローラ３０による電気駆動系の異常発生時における旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（通常運転モードから制限運転モードへの切替処理）の他の例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、ハイブリッドショベルの起動中において、電気駆動系（電動発電機１２、インバータ１８、及び、蓄電系１２０の少なくとも一つ）に異常が検出された場合に実行される。
【０１０１】
図９を参照するに、ステップＳ５０１では、ステップＳ５０２と同様、電気駆動系の異常発生時に、旋回操作レバーが中立状態であるか否かが判定される。旋回操作レバーが中立状態でない場合（旋回操作レバーに対する操作入力がある場合）、当該判定処理（旋回操作レバーが中立状態であるか否か）を繰り返し実行し、旋回操作レバーが中立状態に戻った場合、ステップＳ５０２に進む。
【０１０２】
ステップＳ５０２では、ステップＳ５０１にて、旋回操作レバーが中立状態であると判定されてから所定時間Ｔが経過したか否かを判定する。なお、コントローラ３０は、旋回操作レバーの中立状態が検出された時点から内部タイマをカウントすることにより所定時間Ｔが経過したか否かを判定してよい。所定時間Ｔが経過していない場合、ステップＳ５０３に進み、ステップＳ５０３では、継続して、旋回操作レバーが中立状態であるか否かを判定し、継続して、旋回操作レバーが中立状態にある場合、ステップＳ５０２に戻る。即ち、旋回操作レバーが中立状態に維持されていることを監視しつつ、所定時間Ｔが経過するのを待つ。
【０１０３】
ステップＳ５０２にて、旋回操作レバーが中立状態であると判定されてから所定時間Ｔ経過したと判定された場合、ステップＳ５０４に進む。
【０１０４】
一方、ステップＳ５０３にて、旋回操作レバーが中立状態でない、即ち、旋回操作レバーに操作入力があった場合、再度、ステップＳ５０１に戻る。
【０１０５】
まとめると、ステップＳ５０１〜Ｓ５０３では、電気駆動系の異常発生時において、旋回操作レバーが、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持されたかを判定している。そして、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持された場合、ステップＳ５０４に進む。一方、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持されなかった場合、コントローラ３０は、再度、旋回操作レバーが中立状態に戻るのを監視し、中立状態に戻ったのを検出すると、同様に、所定時間Ｔ以上の間、中立状態に維持されたかの判定を繰り返す。
【０１０６】
なお、所定時間Ｔ以上の間、旋回操作レバーが中立状態に維持されているか否かは、電気駆動系の異常が発生する前から中立状態が維持されていた時間を含むようにしてもよい。即ち、電気駆動系の異常が発生する直前から旋回操作レバーの中立状態が維持されている場合、既に、旋回操作レバーの中立状態は、ある程度維持された状態が継続しているので、その時間を含めて、所定時間Ｔ以上の間、中立状態が維持されているか否かを判定してもよい。この場合、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の通常運転時においても、圧力センサ２９からの電気信号に基づき旋回操作レバーの中立状態を検出した場合、内部タイマのカウントを開始させるとよい。これにより、旋回用電動機２１の通常運転時において、旋回操作レバーが中立状態に維持されていた時間を検出することができる。
【０１０７】
ステップＳ５０４では、ステップＳ４０２と同様、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の駆動を制限する。即ち、旋回用電動機２１の運転状態を通常運転モードから制限運転モードに移行させる。なお、上述したとおり、旋回駆動の制限には、旋回速度の最大値を制限することや旋回自体を停止させることが含まれてよい。
【０１０８】
このように、本例における切替制御では、電気駆動系の異常発生時に、旋回操作レバーからの操作入力があった場合、旋回操作レバーが中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応を、通常運転時と同様に維持させる。そして、旋回操作レバーが中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間Ｔ以上維持された場合、旋回用電動機２１の反応を通常運転時より弱い状態に移行させる。これにより、電気駆動系に異常が発生し、旋回用電動機２１を通常運転モードから制限運転モードに移行させる際に、旋回操作レバーの操作が行われていても、急に、操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が弱くなることがないため、操作者に与える違和感をより良く抑制することができる。即ち、電気駆動系の異常発生直前に比較的高い操作速度で旋回操作レバーに対する操作入力なされた場合、電気駆動系の異常発生時に旋回操作レバーが中立状態に戻っても、比較的高い操作速度のまま、逆方向への旋回を指示する操作入力に移行する可能性がある。しかしながら、中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで旋回用電動機２１の反応が通常運転時と同様に維持されるので、このような場合に、突然、旋回用電動機２１の反応が弱くなることを防止することができる。
【０１０９】
なお、図８、９の切替制御例において、コントローラ３０は、旋回用電動機２１を制限運転モードに切り替える際、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの駆動を制限してもよい。即ち、油圧アクチュエータについても、油圧系操作部からの操作入力に対する駆動を制限させる制限運転モードに移行させてよい。これにより、ハイブリッドショベルに異常が発生していることを操作者により明確に認知させることができる。また、旋回用電動機２１のみが制限運転モードに移行されることにより、操作者に与える違和感を抑制することができる。
【０１１０】
そして、コントローラ３０は、電気駆動系の異常発生時に、旋回操作レバー及び油圧系操作部の少なくとも一方から操作入力があった場合、旋回操作レバー及び油圧系操作部が中立状態に戻るまで、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応、及び、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの反応を通常運転時と同様に維持させるとよい。これにより、電気駆動系に異常が発生し、旋回用電動機２１及び油圧アクチュエータを通常運転モードから制限運転モードに移行させる際に、油圧系操作部の操作が行われていても、急に、操作入力に対する油圧アクチュエータの反応が弱くなることがないため、操作者に与える違和感を抑制することができる。
【０１１１】
また、コントローラ３０は、電気駆動系の異常発生時に、旋回操作レバー及び油圧系操作部の少なくとも一方から操作入力があった場合、旋回操作レバー及び油圧系操作部が中立状態に戻り、かつ、該中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応、及び、油圧系操作部からの操作入力に対する油圧アクチュエータの反応を通常運転時と同様に維持させてもよい。これにより、電気駆動系に異常が発生し、旋回用電動機２１及び油圧アクチュエータを通常運転モードから制限運転モードに移行させる際に、比較的高い操作速度で油圧系操作部の操作が行われていても、急に、操作入力に対する油圧アクチュエータの反応が弱くなることがないため、操作者に与える違和感をより良く抑制することができる。即ち、電気駆動系の異常発生直前に比較的高い操作速度で油圧系操作部に対する操作入力なされた場合、電気駆動系の異常発生時に油圧系操作部が中立状態に戻っても、比較的高い操作速度のまま、逆方向への駆動を指示する操作入力に移行する可能性がある。しかしながら、中立状態が所定時間Ｔ以上維持されるまで油圧アクチュエータの反応が通常運転時と同様に維持されるので、このような場合に、突然、油圧アクチュエータの反応が弱くなることを防止することができる。
【０１１２】
以上のとおり、本実施形態に係るハイブリッドショベルでは、例えば、立ち上げシーケンス完了時や電気駆動系の異常発生時において、旋回用電動機２１の運転状態の切替処理（制限運転モードと通常運転モードとの切替処理）が実行される。その際、ハイブリッドショベル（コントローラ３０）は、旋回操作レバーが中立状態に戻ることをフラグとして、旋回用電動機２１の制限運転モードと通常運転モードとを切り替える。これにより、制限運転モードと通常運転モードとの間での運転状態の切替に際して、操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が変動することにより操作者に与える違和感を抑制することができる。
【０１１３】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１４】
例えば、旋回用電動機２１の制限運転モードと通常運転モードとの切替制御を行う状況は、立ち上げシーケンス完了時や電気駆動系の異常発生時には限らず、制限運転モードと通常運転モードとの切替が実行される任意の状況で、上述した制御が適用されてよい。
【０１１５】
また、上述した実施形態では、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い期間として、立ち上げシーケンスが実行される期間を例示して説明を行ったが、当該期間には限定されない。即ち、本実施形態のように、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い状態にする制御が人為的に実行される任意の期間に対して、上述した制御処理が実行されてよい。
【０１１６】
また、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱い期間は、人為的に設定された期間のみならず、物理的に旋回用電動機２１の反応が通常運転時より弱くなる期間であってよい。例えば、キャパシタ１９、昇降圧コンバータ１００に異常が生じた際のフェールセーフ機能として、エンジン１１の動力により電動発電機１２で発電された電力を、ＤＣバス１１０を介して、直接、旋回用電動機２１に供給する場合がある。この場合、ＤＣバス電圧値Ｖｄｃが所定電圧値まで上昇していないと、旋回操作レバーからの操作入力に対する旋回用電動機２１の反応は通常運転時より弱くなる。そのため、ＤＣバス電圧値Ｖｄｃが所定電圧値に上昇するまでの期間に対して、上述した制御処理が実行されてよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１  下部走行体
１Ａ、１Ｂ  油圧モータ（油圧アクチュエータ）
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（油圧アクチュエータ）
８  アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
９  バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１０  キャビン
１１  エンジン
１２  電動発電機
１３  減速機
１４  メインポンプ（油圧ポンプ）
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、２０  インバータ
１９  キャパシタ 
２１  旋回用電動機
２１Ａ  出力軸
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
２７、２８  油圧ライン
２９  圧力センサ
３０  コントローラ
９１Ｎ  負極側リレー
９１Ｐ  正極側リレー
１００  昇降圧コンバータ
１０１  リアクトル
１０２Ａ  昇圧用ＩＧＢＴ
１０２ａ  ダイオード
１０２Ｂ  降圧用ＩＧＢＴ
１０２ｂ  ダイオード
１０４  電源接続端子
１０４Ｎ  負極側電源接続端子
１０４Ｐ  正極側電源接続端子
１０６  出力端子
１０６Ｎ  負極側出力端子
１０６Ｐ  正極側出力端子
１０７  平滑用コンデンサ
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
ＬＮ  負極側電源ライン
ＬＰ  正極側電源ライン
Ｖｃａｐ  キャパシタ電圧値
Ｖｄｃ  ＤＣバス電圧値
【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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