(57)【要約】【課題】消費電力を低減可能な産業機械用の電源装置を提供する。【解決手段】電源装置１００は、電動機１２と、電動機１２を駆動するインバータ１８Ａと、を備える産業車両に搭載される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、１次側に蓄電器１０２が接続され、２次側にＤＣバス１０４が接続され、１次側と２次側で双方向にエネルギを授受可能に構成される。コンバータコントローラ１２０は、ＤＣバス１０４に生ずるＤＣリンク電圧ＶＤＣが所定の目標電圧Ｖｒに近づくように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を制御するとともに、インバータ１８Ａが停止すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、を備える産業車両に搭載される産業車両用電源装置であって、
蓄電器と、
前記インバータが接続されるＤＣバスと、
１次側に前記蓄電器が接続され、２次側に前記ＤＣバスが接続され、１次側と２次側で双方向にエネルギを授受可能に構成された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣバスに生ずるＤＣリンク電圧が所定の目標電圧に近づくように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、前記インバータが停止すると、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを停止するコンバータコントローラと、
を備えることを特徴とする産業車両用電源装置。
【請求項２】
前記コンバータコントローラは、前記電動機の始動の契機となる操作入力を検出すると、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開することを特徴とする請求項１に記載の産業車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを有する産業車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のパワーショベルやクレーンをはじめとする建設機械において、上部旋回体の動力源として、油圧モータと交流電動機のハイブリッド型が利用される。ハイブリッド型の旋回動力源は、上部旋回体の加速時において、交流電動機によって油圧モータをアシストし、減速時においては交流電動機によって回生運転を行い、発電エネルギによってバッテリなどの蓄電器を充電する。
【０００３】
交流電動機とバッテリ間でエネルギを相互に授受するために、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇降圧コンバータともいう）を用いた電源装置が設けられる。図１は、電源装置１００ｒの基本構成を示す回路図である。電源装置１００ｒは、蓄電器１０２、ＤＣバス１０４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０、コントローラ１２０を備える。
【０００４】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の１次側には蓄電器１０２が接続され、その２次側にはＤＣバス１０４が接続される。ＤＣバス１０４は、負荷２００と接続される。負荷２００は、電動機およびインバータを含む。電源装置１００ｒからみて、負荷２００は、可変の負荷電流Ｉｍを生成する可変電流源として作用する。たとえば交流電動機が力行運転するとき、負荷電流Ｉｍは正であり、回生運転するとき負荷電流Ｉｍは負となる。
【０００５】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、インダクタ（リアクトル）Ｌ１、平滑キャパシタＣ１、トランジスタＭ１、Ｍ２を含む。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のトポロジーは公知であるため説明を省略する。
【０００６】
コントローラ１２０は、上流のコントローラから、ＤＣバス１０４の電圧（ＤＣリンク電圧）ＶＤＣの目標値を指示する電圧指令Ｖｒを受け、ＤＣリンク電圧ＶＤＣが電圧指令Ｖｒと一致するように、トランジスタＭ１、Ｍ２のスイッチングのデューティ比を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２５５４１３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２５６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、ショベルなどの建設機械に搭載される電源装置について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が、２次側に接続される負荷すなわちインバータに供給する負荷電流は、ショベルの作業状況に応じてダイナミックに変動する。具体的には、堅い地面を掘り起こす際や、重い土砂やがれきなどを積載した状態で急旋回する際には負荷電流が増大する反面、ショベルが何の作業もしていないときには、負荷電流は実質的にゼロとなる。
【０００９】
従来では、負荷電流の大小にかかわらず、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０はＤＣリンク電圧を所定の目標値に安定化すべく、常時スイッチング動作を行っていた。しかしながら、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を常時スイッチングさせることは、スイッチング損失が常に発生することとなるため、省エネの観点から好ましくない。
【００１０】
本発明は、かかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、消費電力を低減可能な産業機械用の電源装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある態様は、電動機と、電動機を駆動するインバータと、を備える産業車両に搭載される電源装置に関する。電源装置は、蓄電器と、インバータが接続されるＤＣバスと、１次側に蓄電器が接続され、２次側にＤＣバスが接続され、１次側と２次側で双方向にエネルギを授受可能に構成された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣバスに生ずるＤＣリンク電圧が所定の目標電圧に近づくように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、インバータが停止すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを停止するコンバータコントローラと、を備える。
【００１２】
産業車両の電源装置に搭載される双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの２次側出力には、大容量のキャパシタが接続されているため、インバータが停止した状態で双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを停止したとしても、ＤＣリンク電圧の低下速度は非常に遅い。加えて、インバータの停止時間が長時間持続したとしても、ＤＣリンク電圧は蓄電器の電圧を下限として維持され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングが再開すると、短時間で元の目標レベルに復帰することが可能である。この態様によれば、スイッチングを停止することで消費電力を低減することができる。
【００１３】
なお、「インバータが停止」とは、サーボオフの状態、インバータの電流が実質的にゼロの状態、電動機の電流が実質的にゼロの状態のいずれか、もしくはいくつかの組み合わせの状態あってもよい。
【００１４】
コンバータコントローラは、電動機の始動の契機となる操作入力を検出すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開してもよい。
電動機の始動の契機となる操作入力が発生してから、インバータから電動機に供給される電流が増大するまでには、ある程度のタイムラグが存在する。そこで電動機の始動の契機となる操作入力が発生したタイミングで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開することで、電動機が始動するより前に、ＤＣリンク電圧を十分高い電圧レベルに復帰させることができる。
【００１５】
産業車両は、複数の電動機と、複数の電動機を駆動する複数のインバータを備えてもよい。ＤＣバスには、複数のインバータが接続されてもよい。
この場合、すべてのインバータが停止したときに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータコンバータのスイッチングを停止してもよい。またコンバータコントローラは、少なくともひとつの電動機の始動の契機となる操作入力を検出すると双方向ＤＣ／ＤＣコンバータコンバータのスイッチングを再開してもよい。
【００１６】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、産業機械用の電源装置の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電源装置の基本構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態に係る建設機械の一例であるショベルの外観を示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係るショベルの電気系統や油圧系統などのブロック図である。
【図４】実施の形態に係る電源装置の回路図である。
【図５】図４の電源装置の動作波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２０】
図２は、実施の形態に係る建設機械の一例であるショベル１の外観を示す斜視図である。ショベル１は、主として走行機構２と、走行機構２の上部に旋回機構３を介して回動自在に搭載された上部旋回体（以下、単に旋回体ともいう）４とを備えている。
【００２１】
旋回体４には、ブーム５と、ブーム５の先端にリンク接続されたアーム６と、アーム６の先端にリンク接続されたバケット１０とが取り付けられている。バケット１０は、土砂、鋼材などの吊荷を捕獲するための設備である。ブーム５、アーム６、及びバケット１０は、それぞれブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によって油圧駆動される。また、旋回体４には、バケット１０の位置や励磁動作および釈放動作を操作する操作者を収容するための運転室４ａや、油圧を発生するためのエンジン１１といった動力源が設けられている。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンで構成される。
【００２２】
図３は、実施の形態に係るショベル１の電気系統や油圧系統などのブロック図である。なお、図３では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、操縦系統を破線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。
【００２３】
ショベル１は電動発電機１２および減速機１３を備えており、エンジン１１及び電動発電機１２の回転軸は、共に減速機１３の入力軸に接続されることにより互いに連結されている。エンジン１１の負荷が大きいときには、電動発電機１２が自身の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助（アシスト）し、電動発電機１２の駆動力が減速機１３の出力軸を経てメインポンプ１４に伝達される。一方、エンジン１１の負荷が小さいときには、エンジン１１の駆動力が減速機１３を経て電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が発電を行う。電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnetic）モータによって構成される。電動発電機１２の駆動と発電との切りかえは、ショベル１における電気系統の駆動制御を行うコントローラ３０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。
【００２４】
減速機１３の出力軸にはメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されており、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。コントロールバルブ１７は、ショベル１における油圧系の制御を行う装置である。コントロールバルブ１７には、図２に示した走行機構２を駆動するための油圧モータ２Ａ及び２Ｂの他、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が高圧油圧ラインを介して接続されており、コントロールバルブ１７は、これらに供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御する。
【００２５】
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（操作手段）が接続されている。操作装置２６は、旋回用電動機２１、走行機構２、ブーム５、アーム６、及びバケット１０を操作するための操作装置であり、操作者によって操作される。操作装置２６には、油圧ライン２７を介してコントロールバルブ１７が接続され、また、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９が接続される。操作装置２６は、パイロットライン２５を通じて供給される油圧（１次側の油圧）を操作者の操作量に応じた油圧（２次側の油圧）に変換して出力する。操作装置２６から出力される２次側の油圧は、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７に供給されるとともに、圧力センサ２９によって検出される。
【００２６】
圧力センサ２９は、操作装置２６に対して旋回機構３を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン２８内の油圧の変化として検出する。圧力センサ２９は、油圧ライン２８内の油圧を表す電気信号を出力する。この電気信号は、コントローラ３０に入力され、旋回用電動機２１の駆動制御に用いられる。
【００２７】
コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリを含む演算処理装置によって構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。コントローラ３０は、各種センサ及び操作装置２６等からの操作入力を受けて、インバータ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び蓄電手段１０１等の駆動制御を行う。
【００２８】
油圧モータ３１０は、ブーム５が下げられるときにブームシリンダ７から吐出される油によって回転されるように構成されており、ブーム５が重力に従って下げられるときのエネルギを回転力に変換するために設けられている。油圧モータ３１０は、コントロールバルブ１７とブームシリンダ７の間の油圧管７Ａに設けられている。ブーム回生用発電機３００で発電された電力は、回生エネルギとしてインバータ１８Ｂを経て蓄電手段１０１に供給される。
【００２９】
旋回用電動機２１は、図２の旋回機構３に設けられ、上部旋回体４を回動させる。旋回用電動機２１は交流電動機であり、旋回体４を旋回させる旋回機構３の動力源である。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。旋回用インバータ１８Ｃは、蓄電手段１０１からの電力を受け、旋回用電動機２１を駆動する。また旋回用電動機２１の回生運転時には、旋回用電動機２１からの電力を蓄電手段１０１に回収する。
【００３０】
旋回用電動機２１が力行運転を行う際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が旋回減速機２４にて増幅され、旋回体４が加減速制御され回転運動を行う。また、旋回体４の慣性回転により、旋回減速機２４にて回転数が増加されて旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させる。
【００３１】
レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機２１と機械的に連結することで回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出する。レゾルバ２２が回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構３の回転角度及び回転方向が導出される。メカニカルブレーキ２３は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、コントローラ３０からの指令によって、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転速度を減速して旋回機構３に機械的に伝達する減速機である。
【００３２】
続いて電気系統について詳細に説明する。電気系統は主として、コントローラ３０、電源装置１００、インバータ１８Ａ〜１８Ｃを備える。
【００３３】
（アシスト）
アシスト用のインバータ１８Ａの２次側（出力）端には、電動発電機１２が接続される。インバータ１８Ａは、コントローラ３０の一部であるアシスト用インバータコントローラ３０Ａからの指令にもとづき、電動発電機１２の運転制御を行う。
【００３４】
（ブーム回生）
インバータ１８Ｂの２次側（出力）端には、ブーム回生用発電機３００が接続されている。上述のようにブーム回生用発電機３００は、ブーム５が重力の作用により下げられるときに、位置エネルギを電気エネルギに変換する電動作業要素である。インバータ１８Ｂは、コントローラ３０のブーム回生用のインバータコントローラ３０Ｂによって制御され、ブーム回生用発電機３００が発生する電気エネルギを直流電力に変換し、電源装置１００に回収する。
【００３５】
（旋回）
旋回用電動機２１、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、旋回減速機２４、旋回用インバータ１８Ｃおよびコントローラ３０の一部である旋回用のインバータコントローラ３０Ｃは、電動旋回装置５００を構成する。
旋回用電動機２１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御指令により旋回用インバータ１８Ｃによって交流駆動される。旋回用電動機２１としては、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータが好適である。
【００３６】
旋回用インバータコントローラ３０Ｃは、操作入力に応じた回転速度指令を受け、レゾルバ２２により検出される旋回用電動機２１の旋回速度が、回転速度指令と一致するように、旋回用インバータ１８Ｃを制御する。
【００３７】
（電源）
蓄電手段１０１とコントローラ３０の一部であるコンバータコントローラ３０Ｄは、電源装置１００を構成する。蓄電手段１０１は、例えば蓄電池であるバッテリと、バッテリの充放電を制御する昇降圧コンバータ（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、正極及び負極の直流配線からなるＤＣバスとを備えている（図示せず）。蓄電器としては、リチウムイオン電池等の充電可能な２次電池、キャパシタ、そのほか電力の授受が可能なその他の形態の電源を用いてもよい。ＤＣバスには、インバータ１８Ａ〜インバータ１８Ｃそれぞれの１次側（直流入力）が接続されている。コントローラ３０Ｄは、ＤＣバスに生ずるＤＣリンク電圧が所定の電圧レベルとなるように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。電源装置１００は、電動発電機１２等が力行運転する際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを昇圧動作させ、電動発電機１２等が回生運転する際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを降圧動作させ、電動発電機１２が発生した電力を蓄電器に回収する。
【００３８】
すなわち、インバータ１８Ａが電動発電機１２を力行運転させる際には、必要な電力をバッテリ及び昇降圧コンバータからＤＣバスを介して電動発電機に供給する。また、電動発電機１２を回生運転させる際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス及び昇降圧コンバータを介してバッテリに充電する。なお、昇降圧コンバータの昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧値、バッテリ電圧値、及びバッテリ電流値にもとづき、コンバータコントローラ３０Ｄによって行われる。これにより、ＤＣバスを、予め定められた一定電圧値に蓄電された状態に維持することができる。
【００３９】
以上がショベル１の全体構成である。続いて、実施の形態に係る電源装置１００について詳細に説明する。
【００４０】
図４は、実施の形態に係る電源装置１００の回路図である。
電源装置１００は、蓄電器１０２、ＤＣバス１０４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０、コンバータコントローラ（以下、単にコントローラともいう）１２０を備える。
蓄電器１０２は、電池や大容量キャパシタである。ＤＣバス１０４には、インバータ１８Ａ〜１８Ｃが接続されうるが、理解の容易化と説明の簡潔化のため、図４には、インバータ１８Ａのみを示しているが、実際にはインバータ１８Ｂ、旋回用インバータ１８Ｃ、あるいは冷却用の電動ポンプなども接続される。
【００４１】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の１次側には蓄電器１０２が接続され、２次側にはＤＣバス１０４が接続される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、１次側と２次側で双方向にエネルギを授受可能に構成される。電動発電機１２が力行運転するときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は力行動作となり、蓄電器１０２から、インダクタＬ１およびトランジスタＭ１を介して充電電流を供給し、平滑キャパシタＣ１を充電する。電動発電機１２が回生運転するときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は回生動作となり、電動発電機１２が生成する回生電流を、トランジスタＭ１およびインダクタＬ１を介して、蓄電器１０２に回収する。
【００４２】
コントローラ３０Ｄは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を制御する。コントローラ３０Ｄは、ＤＣバス１０４に生ずるＤＣリンク電圧ＶＤＣが所定の目標電圧Ｖｒに近づくように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を制御する。たとえばコントローラ１２０は、Ａ／Ｄコンバータ１２２、１２４、ゲートドライバ１２６、１２８、デジタルコントローラ１３０（図３の３０Ｄ）を備える。
【００４３】
Ａ／Ｄコンバータ１２２は、ＤＣリンク電圧ＶＤＣの検出値をデジタル値Ｓ１に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１２４は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０に流れる電流、すなわち平滑キャパシタＣ１の充放電電流Ｉｃの検出値をデジタル値Ｓ２に変換する。デジタルコントローラ１３０は、ソフトウェア制御によって、トランジスタＭ１、Ｍ２の駆動パルスＳ３を生成する。ゲートドライバ１２６、１２８は、駆動パルスＳ３に応じてトランジスタＭ１、Ｍ２をスイッチングする。
【００４４】
コントローラ１２０のデジタルコントローラ１３０は、インバータ１８Ａが停止すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止する。
ここで「インバータ１８Ａが停止」とは、サーボオフの状態、インバータ１８Ａの電流が実質的にゼロの状態、電動発電機１２の電流が実質的にゼロの状態のいずれかであってもよいし、もしくはいくつかの組み合わせの状態あってもよい。デジタルコントローラ１３０は、サーボオフの状態、インバータ１８Ａの電流が実質的にゼロの状態、電動発電機１２の電流が実質的にゼロの状態が所定時間続くと、インバータが停止したものと判定し、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止してもよい。
【００４５】
またデジタルコントローラ１３０は、電動発電機１２の始動の契機となる操作入力を検出すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを再開する。
ここで、電動発電機１２の始動の契機となる操作入力は、油圧系統に対する操作入力も含む。なぜなら図３に示すように、油圧系統は、エンジン１１と電動発電機１２によりハイブリッド駆動されるため、油圧系統が制御されると電動発電機１２に電流が流れるからである。
【００４６】
コントローラ１２０およびコントローラ３０Ａは、上位コントローラ３０Ｕの制御下で動作する。上位コントローラ３０Ｕは、図３のコントローラ３０の一部であり、各種センサおよび操作装置２６等からの操作入力を受けて、インバータコントローラ３０Ａ〜３０Ｃ、コンバータコントローラ３０Ｄを統括的に制御する。
【００４７】
上位コントローラ３０Ｕは、その制御下にあるコントローラ３０Ａ、インバータ１８Ａ、電動発電機１２の状態を知っており、したがって、インバータ１８Ａが運転中か停止中かを知っている。そこで上位コントローラ３０Ｕは、インバータ１８Ａが停止中の間、デジタルコントローラ１３０に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチング動作の停止を指示する停止信号Ｓ１０をアサート（ハイレベル）してもよい。
【００４８】
あるいはデジタルコントローラ１３０とコントローラ３０Ａが、上位コントローラ３０Ｕを介在することなく直接通信可能であってもよい。コントローラ３０Ａは、その制御下にあるインバータ１８Ａが運転中か停止中かを知っている。そこでコントローラ３０Ａは、インバータ１８Ａが停止中の間、デジタルコントローラ１３０に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチング動作の停止を指示する停止信号Ｓ１１をアサートするようにしてもよい。
【００４９】
あるいは、デジタルコントローラ１３０が、コントローラ３０Ａに対して、インバータ１８Ａが運転中か停止中かを問い合わせる構成としてもよい。
【００５０】
デジタルコントローラ１３０に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチング動作の停止を指示する停止信号をアサートするようにしてもよい。
【００５１】
以上が電源装置１００の構成である。続いてその動作を説明する。図５は、図４の電源装置１００の動作波形図である。
停止信号Ｓ１０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の負荷、すなわちインバータ１８Ａの動作状態と連動している。インバータ１８Ａが運転中は、停止信号Ｓ１０はネゲート（ローレベル）であり、コントローラ１２０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０をスイッチング制御してＤＣリンク電圧ＶＤＣを所定レベルに安定化する。
【００５２】
インバータ１８Ａの停止期間、すなわち電動発電機１２が力行も回生もしない期間は、停止信号Ｓ１０がアサートされ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが停止し、トランジスタＭ１、Ｍ２が両方オフとなる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが停止すると、平滑キャパシタＣ１への充電が停止する。この間は、ＤＣバス１０４に接続される負荷が電力を消費すると、平滑キャパシタＣ１の電荷が消費され、ＤＣリンク電圧ＶＤＣが低下することとなる。ただし平滑キャパシタＣ１の容量は非常に大きいため、インバータ１８Ａ〜１８Ｃの停止状態では低下速度は非常に遅い。
【００５３】
またインバータ１８Ａの停止時間が長時間持続したとしても、ＤＣリンク電圧ＶＤＣは蓄電器１０２の電圧ＶＢ付近を下限として維持され、次に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが再開すると、短時間で元の目標レベルに復帰することが可能である。
【００５４】
この電源装置１００によれば、インバータ１８Ａの停止期間において、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止することで消費電力を低減することができる。
【００５５】
加えて、コントローラ１２０は、電動機１２の始動の契機となる操作入力の検出を契機として、直ちに双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを再開することとした。ショベルにおいては、操作者が、電動発電機１２の運動を必要とする操作入力を行ってから、インバータ１８Ａが電動発電機１２の駆動を開始するまでには、ある程度のタイムラグが存在する。そこで電動機の始動の契機となる操作入力が発生したタイミングで直ちに双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開することで、電動機１２が始動するより前に、ＤＣリンク電圧ＶＤＣを十分高い電圧レベルに復帰させることができる。
【００５６】
またハイブリッドショベルでは、ＤＣリンク電圧ＶＤＣの復帰が遅れたとしても、エンジン１１のみの動力によって油圧モータ２Ａ、２Ｂや各種シリンダ７〜９を駆動し始めることが可能である。その間に、ＤＣリンク電圧ＶＤＣがもとの目標レベルに回復する出力端子、電動発電機１２の動力によってメインポンプ１４の駆動がアシストされる。このように、ハイブリッドショベルにおいては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止したとしても、操作感の低下は生ずるものの、所望の作業を行えないという状況には陥りにくいといえる。
【００５７】
図４では省略しているが、ＤＣバス１０４には、インバータ１８Ａのみでなく、旋回用インバータ１８Ｃが接続される。したがって、コントローラ１２０は、インバータ１８Ａ，１８Ｃの両方が停止したときに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止することとなる。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングは、電動発電機１２、旋回用電動機２１の少なくとも一方の始動指示を契機として再開することとなる。
たとえば双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が停止した状態において、油圧系統の操作入力が検出されると、電動発電機１２の始動の契機となるため、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが再開する。また双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が停止した状態において旋回体４の旋回を指示する操作入力が検出されると、旋回用電動機２１の始動の契機となるため、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが再開する。
【００５８】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。
【００５９】
（第１変形例）
実施の形態では、インバータが停止すると、ＤＣリンク電圧ＶＤＣの低下量にかかわらず双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止するとしたが本発明はそれには限定されない。たとえばＤＣリンク電圧ＶＤＣの目標値Ｖｒより低いしきい値ＶＴＨを設定しておき、ＤＣリンク電圧ＶＤＣがしきい値ＶＴＨまで低下すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを再開するようにしてもよい。これにより、ＤＣリンク電圧ＶＤＣを、しきい値ＶＴＨより高い電圧範囲に維持することができる。
【００６０】
（第２変形例）
実施の形態では、本発明に係るハイブリッド型建設機械の一例として、ショベル１を示したが、本発明のハイブリッド型建設機械の他の例としては、旋回機構を備えるリフティングマグネット車両やクレーン等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６１】
１…ショベル、２…走行機構、２Ａ…油圧モータ、３…旋回機構、４…旋回体、４ａ…運転室、５…ブーム、６…アーム、７…ブームシリンダ、７Ａ…油圧管、８…アームシリンダ、９…バケットシリンダ、１０…バケット、１１…エンジン、１２…電動発電機、１３…減速機、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、１８，１８Ａ，１８Ｂ…インバータ、１８Ｃ…旋回用インバータ、２１…旋回用電動機、２１Ａ…回転軸、２２…レゾルバ、２３…メカニカルブレーキ、２４…旋回減速機、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、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…インバータコントローラ、３０Ｄ…コンバータコントローラ、１００…電源装置、１０２…蓄電器、１０４…ＤＣバス、１１０…双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｃ１…平滑キャパシタ、Ｌ１…インダクタ、１２０…コントローラ、１２２，１２４…Ａ／Ｄコンバータ、１２６，１２８…ゲートドライバ、１３０…デジタルコントローラ、２００…負荷、３００…ブーム回生用発電機、３１０…油圧モータ。
【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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