(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、
直列接続された複数のバッテリからなるバッテリ系統を複数有するバッテリ装置と、
前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に接続する接続切換手段と、
前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統から供給された直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータとを備えた電動式建設機械であって、
前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統に外部電源からの電力を供給し、前記バッテリ系統の電圧が予め設定された上限値未満であれば定電流充電を行い、前記バッテリ系統の電圧が前記上限値に達すれば定電圧充電を行う充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記複数のバッテリ系統のうちの一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が前記上限値未満である場合に、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統を選択的に接続して、前記一のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記一のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記他のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達したら、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記他のバッテリ系統が満充電状態となったら、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統に接続を切換えて、前記一のバッテリ系統のみを定電圧充電することを特徴とする電動式建設機械。
【請求項２】
電動モータと、
前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、
直列接続された複数のバッテリからなるバッテリ系統を複数有するバッテリ装置と、
前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に接続する接続切換手段と、
前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統から供給された直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータとを備えた電動式建設機械であって、
前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統に外部電源からの電力を供給し、前記バッテリ系統の電圧が予め設定された上限値未満であれば定電流充電を行い、前記バッテリ系統の電圧が前記上限値に達すれば定電圧充電を行う充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記複数のバッテリ系統のうちの一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が前記上限値未満である場合に、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統を選択的に接続して、前記一のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記一のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記他のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統に接続を切換えて、前記一のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記一のバッテリ系統が満充電状態となったら、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電することを特徴とする電動式建設機械。
【請求項３】
電動モータと、
前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、
直列接続された複数のバッテリからなるバッテリ系統を複数有するバッテリ装置と、
前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に接続する接続切換手段と、
前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統から供給された直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータとを備えた電動式建設機械であって、
前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統に外部電源からの電力を供給し、前記バッテリ系統の電圧が予め設定された上限値未満であれば定電流充電を行い、前記バッテリ系統の電圧が前記上限値に達すれば定電圧充電を行う充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記複数のバッテリ系統のうちの一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が前記上限値未満である場合に、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統を選択的に接続して、前記一のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記一のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記他のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達したら、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記他のバッテリ系統が満充電状態となる前であって前記他のバッテリ系統の電流が設定値まで低下した直後、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統に接続を切換えて、前記一のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記一のバッテリ系統が満充電状態となったら、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電することを特徴とする電動式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式油圧ショベル等の電動式建設機械に係わり、特に、電動モータの電力源としてバッテリ装置を搭載した電動式建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式建設機械の一つである電動式油圧ショベルは、例えば、電動モータによって駆動する油圧ポンプと、複数の油圧アクチュエータ（詳細には、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及びバケット用油圧シリンダ等）と、油圧ポンプから複数の油圧アクチュエータへの圧油の流れをそれぞれ制御する複数の方向切換弁と、複数の方向切換弁をそれぞれ操作する操作手段（詳細には、例えば操作レバーの操作位置に対応するパイロット圧を出力する複数の操作装置）とを備えている。
【０００３】
この電動式油圧ショベルにおいて、電動モータの電力源であるバッテリを搭載したものが知られている。バッテリは、例えばリチウムイオンを材料とし、１セルと呼ばれる最小単位構成が有り、市販レベルの最終形態は複数セルを１パックとした１モジュールという形となっている。そして、例えば特許文献１に記載の電動式油圧ショベルでは、複数のモジュール（すなわち、複数のバッテリ）からなるバッテリ装置を搭載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４４４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。上記特許文献１には明確に記載されていないものの、上記バッテリ装置は、全てのバッテリが直列接続されており、全てのバッテリからの電力供給によって電動モータを駆動する。すなわち、バッテリ系統が１つしかなく、全てのバッテリを同時に使用している。ここで、例えば工事現場などで稼働中の電動式油圧ショベルは、バッテリ装置の蓄電残量が低下して充電させたい場合に、充電場所まで自走するか、若しくは充電施設へ運搬してもらうために運搬車輌の荷台まで自走する必要がある。そして、運転者が気づかずに、全てのバッテリの蓄電残量が無くなってしまうと、電動式油圧ショベルが停止して自走できないことから、充電が困難となる。
【０００６】
そこで、本願発明者らは、バッテリ装置を複数のバッテリ系統で構成し、それらのうちの１つのバッテリ系統を選択的に接続し、その１つのバッテリ系統からの直流電力をインバータで交流電力に変換して電動モータに供給するような構成（すなわち、全てのバッテリを同時に使用しないような構成）を提案する。このような構成では、例えば、使用中の１つのバッテリ系統の蓄電残量が無くなってしまい、電動式油圧ショベルが停止しても、他のバッテリ系統に接続を切換えることにより、電動式油圧ショベルを稼働することが可能である。したがって、電動式油圧ショベルが自走可能となり、充電が困難となるのを防ぐことができる。また、１つのバッテリ系統が所定の充電状態から完全放電状態となるまでのショベル稼働時間を、運転者は体感することが可能である。そのため、バッテリ系統を切換えた後、そのバッテリ系統を使い切るまでの時間が予測しやすくなり、充電タイミングを計画することができる。
【０００７】
ところで、一般的に、リチウムイオン型のバッテリにおいては、充電電圧や充電電流が制限されており、定電流・定電圧方式にて充電を行うことが知られている。定電流・定電圧方式とは、最初、バッテリの電圧が上限値未満であれば、定電流充電し、その後、電圧が上限値（例えば１セル当たり４．１〜４．２Ｖ程度）に達すれば、定電圧充電する方式である。そして、上述した複数のバッテリ系統を有するバッテリ装置を充電する場合には、一例として、次のような手順が考えられる。例えば一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が上限値未満である場合に、一のバッテリ系統を定電流充電し、一のバッテリ系統の電圧が上限値に達したら一のバッテリ系統を定電圧充電し、一のバッテリ系統が満充電状態となったら他のバッテリ系統に切換えて、他のバッテリ系統を定電流充電し、他のバッテリ系統の電圧が上限値に達したら他のバッテリ系統を定電圧充電し、他のバッテリ系統を満充電状態にする。
【０００８】
しかし、全てのバッテリ系統を満充電状態にするまでの充電時間は長く、そのように長い充電時間をとることが困難な場合がある。そのため、例えば作業の合間の休憩時間に充電する場合のように充電時間が短くとも、バッテリ装置の充電率を高めたいという要望がある。
【０００９】
本発明の目的は、充電時間が短くとも、バッテリ装置の充電率を高めることができる電動式建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、第１の発明は、電動モータと、前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、直列接続された複数のバッテリからなるバッテリ系統を複数有するバッテリ装置と、前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に接続する接続切換手段と、前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統から供給された直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータとを備えた電動式建設機械であって、前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統に外部電源からの電力を供給し、前記バッテリ系統の電圧が予め設定された上限値未満であれば定電流充電を行い、前記バッテリ系統の電圧が前記上限値に達すれば定電圧充電を行う充電制御手段を備え、前記充電制御手段は、前記複数のバッテリ系統のうちの一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が前記上限値未満である場合に、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統を選択的に接続して、前記一のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記一のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記他のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達したら、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記他のバッテリ系統が満充電状態となったら、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統に接続を切換えて、前記一のバッテリ系統のみを定電圧充電する。
【００１４】
上記目的を達成するために、第２の発明は、電動モータと、前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、直列接続された複数のバッテリからなるバッテリ系統を複数有するバッテリ装置と、前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に接続する接続切換手段と、前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統から供給された直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータとを備えた電動式建設機械であって、前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統に外部電源からの電力を供給し、前記バッテリ系統の電圧が予め設定された上限値未満であれば定電流充電を行い、前記バッテリ系統の電圧が前記上限値に達すれば定電圧充電を行う充電制御手段を備え、前記充電制御手段は、前記複数のバッテリ系統のうちの一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が前記上限値未満である場合に、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統を選択的に接続して、前記一のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記一のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記他のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統に接続を切換えて、前記一のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記一のバッテリ系統が満充電状態となったら、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電する。
【００１５】
上記目的を達成するために、第３の発明は、電動モータと、前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、直列接続された複数のバッテリからなるバッテリ系統を複数有するバッテリ装置と、前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に接続する接続切換手段と、前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統から供給された直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータとを備えた電動式建設機械であって、前記接続切換手段で選択的に接続されたバッテリ系統に外部電源からの電力を供給し、前記バッテリ系統の電圧が予め設定された上限値未満であれば定電流充電を行い、前記バッテリ系統の電圧が前記上限値に達すれば定電圧充電を行う充電制御手段を備え、前記充電制御手段は、前記複数のバッテリ系統のうちの一のバッテリ系統及び他のバッテリ系統の電圧が前記上限値未満である場合に、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統を選択的に接続して、前記一のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記一のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達した直後、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電流充電し、前記他のバッテリ系統の電圧が前記上限値に達したら、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記他のバッテリ系統が満充電状態となる前であって前記他のバッテリ系統の電流が設定値まで低下した直後、前記接続切換手段で前記一のバッテリ系統に接続を切換えて、前記一のバッテリ系統のみを定電圧充電し、前記一のバッテリ系統が満充電状態となったら、前記接続切換手段で前記他のバッテリ系統に接続を切換えて、前記他のバッテリ系統のみを定電圧充電する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、充電時間が短くとも、バッテリ装置の充電率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における電動式油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態における電動式油圧ショベルの全体構造を表す上面図である。
【図３】本発明の一実施形態における油圧駆動装置の構成を表す油圧回路図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるインバータ装置の構成を関連機器とともに表すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態における昇降圧器の構成を表す電気回路図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるバッテリ装置の構成を関連機器とともに表すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるモータ駆動制御の処理内容を表すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態におけるバッテリ充電制御の処理内容を表すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】比較例におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明の一変形例におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態におけるバッテリ充電制御の処理内容を表すフローチャートである。
【図１３】本発明の他の実施形態におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の適用対象として電動式油圧ショベルを例にとり、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態における電動式油圧ショベルの全体構造を表す側面図であり、図２は、上面図である。なお、以降、電動式油圧ショベルが図１に示す状態にて運転者が運転席に着座した場合における運転者の前側（図１中右側）、後側（図１中左側）、左側（図１中紙面に向かって奥側）、右側（図１中紙面に向かって手前側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００２０】
これら図１及び図２において、電動式油圧ショベル（本実施形態では、運転質量６トン未満のミニショベル）は、クローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けられた上部旋回体２と、この上部旋回体２の基礎下部構造をなす旋回フレーム３と、この旋回フレーム３の前側に左右方向に回動可能に設けられたスイングポスト４と、このスイングポスト４に上下方向に回動可能（俯仰可能）に連結された多関節型の作業機５と、旋回フレーム３上に設けられたキャノピータイプの運転室６と、旋回フレーム３上の後側に設けられバッテリ装置７（後述の図３、図４、及び図６参照）を収納するバッテリ装置搭載部８とを備えている。
【００２１】
下部走行体１は、上方から見て略Ｈ字形状のトラックフレーム９と、このトラックフレーム９の左右両側の後端近傍に回転可能に支持された左右の駆動輪１０，１０と、トラックフレーム９の左右両側の前端近傍に回転可能に支持された左右の従動輪（アイドラ）１１，１１と、左右それぞれの駆動輪１０と従動輪１１とで掛けまわされた左右の履帯（クローラ）１２，１２とを備えている。そして、左の走行用油圧モータ１３Ａ（後述の図３参照）の駆動により左の駆動輪１０（すなわち、左の履帯１２）が回転し、右の走行用油圧モータ１３Ｂの駆動により右の駆動輪１０（すなわち、右の履帯１２）が回転するようになっている。
【００２２】
トラックフレーム９の前側には排土用のブレード１４が上下動可能に設けられており、このブレード１４はブレード用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により上下動するようになっている。
【００２３】
トラックフレーム９の中央部には旋回輪１５が設けられ、この旋回輪１５を介し旋回フレーム３が旋回可能に設けられており、旋回フレーム３（すなわち、上部旋回体２）は旋回用油圧モータ（図示せず）の駆動により旋回するようになっている。
【００２４】
スイングポスト４は、旋回フレーム３の前側に左右方向に回動可能に設けられており、スイング用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により左右方向に回動するようになっている。これにより、作業機５が左右にスイングするようになっている。
【００２５】
作業機５は、スイングポスト４に上下方向に回動可能に連結されたブーム１６と、このブーム１６に上下方向に回動可能に連結されたアーム１７と、このアーム１７に上下方向に回動可能に連結されたバケット１８とを備えている。ブーム１６、アーム１７、及びバケット１８は、ブーム用油圧シリンダ１９、アーム用油圧シリンダ２０、及びバケット用油圧シリンダ２１により上下方向に回動するようになっている。なお、バケット１８は、例えばオプション用油圧アクチュエータが組み込まれたアタッチメント（図示せず）と交換可能になっている。
【００２６】
運転室６には、運転者が着座する運転席（座席）２２が設けられている。運転席２２の前方には、手または足で操作可能とし前後方向に操作することで左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂ（すなわち、左右の履帯１２，１２）の動作をそれぞれ指示する左右の走行用操作レバー２３Ａ，２３Ｂ（但し、後述の図３で２３Ａのみ示す）が設けられている。左の走行用操作レバー２３Ａのさらに左側の足元部分には、左右方向に操作することでオプション用油圧アクチュエータ（すなわち、アタッチメント）の動作を指示するオプション用操作ペダル（図示せず）が設けられている。右の走行用操作レバー２３Ｂのさらに右側の足元部分には、左右方向に操作することでスイング用油圧シリンダ（すなわち、スイングポスト４）の動作を指示するスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。
【００２７】
運転席２２の左側には、前後方向に操作することでアーム用油圧シリンダ２０（すなわち、アーム１７）の動作を指示し、左右方向に操作することで旋回用油圧モータ（すなわち、上部旋回体２）の動作を指示する十字操作式のアーム・旋回用操作レバー２４Ａ（図示せず）が設けられている。運転席２２の右側には、前後方向に操作することでブーム用油圧シリンダ１９（すなわち、ブーム１６）の動作を指示し、左右方向に操作することバケット用油圧シリンダ２１（すなわち、バケット１８）の動作を指示する十字操作式のブーム・バケット用操作レバー２４Ｂが設けられている。また、運転席２２の右側には、前後方向に操作することでブレード用油圧シリンダ（すなわち、ブレード１４）の動作を指示するブレード用操作レバー（図示せず）が設けられている。
【００２８】
また、運転席２２の左側（言い換えれば、運転室６の乗降口）には、ロック解除位置（詳細には、運転者の乗降を妨げる下降位置）とロック位置（詳細には、運転者の乗降を許容する上昇位置）に操作されるゲートロックレバー（図示せず）が設けられている。また、運転席２２の右側には、キースイッチ２５、ダイヤル２６、充電スイッチ２７、切換スイッチ２８、及び残量表示器２９Ａ，２９Ｂ（後述の図４及び図６参照）等が設けられている。また、運転席２２の右側前方には、モニタ３０が設けられている。
【００２９】
図３は、上述した電動式油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の構成を表す油圧回路図である。なお、この図３においては、代表として、左の走行用油圧モータ１３Ａ及びブーム用油圧シリンダ１９に係わる構成を表している。
【００３０】
図３において、電動モータ３１と、この電動モータ３１の電力源であるバッテリ装置７と、電動モータ３１への供給電力を制御して電動モータ３１を駆動制御するインバータ装置３２と、電動モータ３１によって駆動する油圧ポンプ３３及びパイロットポンプ３４と、上述した左走行用操作レバー２３Ａを備えた油圧パイロット式の操作装置３５と、左走行用操作レバー２３Ａの前後方向の操作に応じて油圧ポンプ３３から左走行用油圧モータ１３Ａへの圧油の流れを制御する左走行用方向切換弁３６とが設けられている。また、上述したバケット・ブーム用操作レバー２４Ｂを備えた油圧パイロット式の操作装置３７と、バケット・ブーム用操作レバー２４Ｂの前後方向の操作に応じて油圧ポンプ３３からブーム用油圧シリンダ１９への圧油の流れを制御するブーム用方向切換弁３８とが設けられている。なお、図示しないが、右走行用油圧モータ１３Ｂ、アーム用油圧シリンダ２０、バケット用油圧シリンダ２１、旋回用油圧モータ、スイング用油圧シリンダ、及びブレード用油圧シリンダに係わる構成もほぼ同様である。
【００３１】
左走行用方向切換弁３６及びブーム用方向切換弁３８等（詳細には、図示しない右走行用方向切換弁、アーム用方向切換弁、バケット用方向切換弁、旋回用方向切換弁、スイング用方向切換弁、及びブレード用方向切換弁を含む）は、センタバイパス型のものであり、センタバイパスライン３９上に位置するセンタバイパス通路をそれぞれ有している。各方向切換弁のセンタバイパス通路は、センタバイパスライン３９に直列に接続されており、各方向切換弁のスプールが中立位置にある場合に連通し、図３中左側又は右側の切換位置に切換えられると遮断するようになっている。センタバイパスライン３９の上流側は油圧ポンプ３３の吐出ライン４０に接続され、センタバイパスライン３９の下流側はタンクライン４１に接続されている。
【００３２】
また、左走行用方向切換弁３６及びブーム用方向切換弁３８等は、油圧信号ライン４２上に位置する信号通路をそれぞれ有している。すなわち、各方向切換弁の信号通路は、油圧信号ライン４２に直列に接続されており、各方向切換弁のスプールが中立位置にある場合に連通し、図３中左側又は右側の切換位置に切換えられると遮断するようになっている。油圧信号ライン４２の上流側はパイロットポンプ３４の吐出ライン４３から分岐するように接続され、油圧信号ライン４２の下流側はタンクライン４１に接続されている。油圧信号ライン４２における最上流の方向切換弁３６の上流側には固定絞り４４が設けられ、この固定絞り４４と方向切換弁３６との間に圧力スイッチ４５（操作検出手段）が設けられている。圧力スイッチ４５は、方向切換弁３６の上流側の油圧を導入し、これが予め設定された閾値に達した場合に接点を閉じるようになっている。これにより、全ての方向切換弁のうちのいずれかが切換えられたか否か、すなわち、全ての油圧アクチュエータ（詳細には、左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂ、ブーム用油圧シリンダ１９、アーム用油圧シリンダ２０、バケット用油圧シリンダ２１、旋回用油圧モータ、スイング用油圧シリンダ、及びブレード用油圧シリンダ）のうちのいずれかが操作されているか否かを検出し、いずれかの油圧アクチュエータが操作されている場合にＯＮ信号を出力するようになっている。
【００３３】
左走行用方向切換弁３６は、操作装置３５からのパイロット圧によって切換えられるようになっている。操作装置３５は、前述した左走行用操作レバー２３Ａと、この操作レバー２３Ａの前後方向の操作に応じパイロットポンプ３４の吐出圧を元圧としてパイロット圧を生成する一対のパイロット弁（図示せず）とを有している。そして、例えば操作レバー２３Ａを中立位置から前側に操作すると、その操作量に応じて一方のパイロット弁で生成されたパイロット圧が左走行用方向切換弁３６の図３中右側の受圧部へ出力され、これによって左走行用方向切換弁３６が図３中右側の切換位置に切換えられる。これにより、左の走行用油圧モータ１３Ａが前方向に回転し、左の駆動輪１０及び履帯１２が前方向に回転するようになっている。一方、例えば操作レバー２３Ａを中立位置から後側に操作すると、その操作量に応じて他方のパイロット弁で生成されたパイロット圧が左走行用方向切換弁３６の図３中左側の受圧部へ出力され、これによって左走行用方向切換弁３６が図３中左側の切換位置に切換えられる。これにより、左の走行用油圧モータ１３Ａが後方向に回転し、左の駆動輪１０及び履帯１２が後方向に回転するようになっている。
【００３４】
ブーム用方向切換弁３８は、操作装置３７からのパイロット圧によって切換えられるようになっている。操作装置３７は、ブーム・バケット用操作レバー２４Ｂと、この操作レバー２４Ｂの前後方向の操作に応じパイロットポンプ３４の吐出圧を元圧としてパイロット圧を生成する一対のパイロット弁（図示せず）等を有している。そして、例えば操作レバー２４Ｂを中立位置から前側に操作すると、その操作量に応じて一方のパイロット弁で生成されたパイロット圧がブーム用方向切換弁３８の図３中右側の受圧部へ出力され、これによってブーム用方向切換弁３８が図３中右側の切換位置に切換えられる。これにより、ブーム用油圧シリンダ１９が縮短し、ブーム１６が下がるようになっている。一方、例えば操作レバー２４Ｂを後側に操作すると、その操作量に応じて他方のパイロット弁で生成されたパイロット圧がブーム用方向切換弁３８の図３中左側の受圧部へ出力され、これによってブーム用方向切換弁３８が図３中左側の切換位置に切換えられる。これにより、ブーム用油圧シリンダ１９が伸張し、ブーム１６が上がるようになっている。
【００３５】
パイロットポンプ３４の吐出ライン４３には、パイロットポンプ３４の吐出圧を一定に保持するパイロットリリーフ弁（図示せず）が設けられている。また、パイロットポンプ３４の吐出ライン４３にはロック弁４６が設けられており、このロック弁４６は、上述したゲートロックレバーの操作に応じて切換えられるようになっている。詳細には、ゲートロックレバーがロック解除位置（下降位置）にある場合に閉じ状態、ロック位置（上昇位置）にある場合に開き状態となるロックスイッチ４７（後述の図４参照）が設けられている。そして、例えばロックスイッチ４７が閉じ状態になると、このロックスイッチ４７を介してロック弁４６のソレノイド部が通電されて、ロック弁４６が図３中下側の切換位置に切換えられる。これにより、パイロットポンプ３４の吐出ライン４３を連通して、パイロットポンプ３４の吐出圧が操作装置３５，３７等に導入される。一方、ロックスイッチ４７が開き状態になると、ロック弁４６のソレノイド部が通電されず、バネの付勢力で、ロック弁４６が図３中上側の中立位置となる。これにより、パイロットポンプ３４の吐出ライン４３を遮断する。その結果、操作装置３５，３７等を操作してもパイロット圧が生成されず、油圧アクチュエータが作動しないようになっている。
【００３６】
図４は、本実施形態におけるインバータ装置３２の構成を関連機器とともに表すブロック図である。
【００３７】
この図４において、インバータ装置３２は、バッテリ装置７からの電力を電動モータ３１に供給して電動モータ３１を駆動するモータ駆動制御と、外部の商用電源４８からのケーブルが接続された場合に商用電源４８からの電力をバッテリ装置７に供給してバッテリ装置７を充電するバッテリ充電制御と、を選択的に行えるようになっている。
【００３８】
このインバータ装置３２は、バッテリ充電制御時に商用電源４８からの電圧２００Ｖの交流を直流に変換する整流器４９と、バッテリ充電制御時に整流器４９からの直流の電圧を降圧してバッテリ装置７に供給する降圧機能、及びモータ駆動制御時にバッテリ装置７からの直流の電圧２００Ｖ程度を３００Ｖ程度まで昇圧する昇圧機能を有する昇降圧器５０と、モータ駆動制御時に昇降圧器５０からの直流に基づき交流を生成して電動モータ３１に供給するインバータ５１と、バッテリ装置７と昇降圧器５０との間に設けられた制御切換用開閉器（常開接点型の継電器）５２Ａと、整流器４９の上流側（言い換えれば、商用電源４８と整流器４９との間）に設けられた制御切換用開閉器（常開接点型の継電器）５２Ｂと、演算制御部５３とを有している。昇降圧器５０は、この種のものとして公知の昇降圧チョッパであり、例えば図５で示すように、スイッチング素子６０ａ〜６０ｄ、ダイオード６１ａ〜６１ｄ、リアクタンス６２、電流センサ６３、及び電解コンデンサ６４で構成されている。
【００３９】
インバータ装置３２の演算制御部５３は、上述したキースイッチ２５、ダイヤル２６、充電スイッチ２７、切換スイッチ２８、圧力スイッチ４５、及びロックスイッチ４７等からの信号が入力されるとともに、後述するバッテリ装置７のバッテリコントローラ５４Ａ，５４Ｂとの間で通信可能としている。また、昇降圧器５０、インバータ５１、制御切換用開閉器５２Ａ，５２Ｂを制御するとともに、モニタ３０に表示信号を出力するようになっている。
【００４０】
キースイッチ２５は、キーシリンダ及びこのキーシリンダに挿入可能なキーで構成されており、キーの回転操作位置（ＯＦＦ位置、ＯＮ位置、又はＳＴＡＲＴ位置）に応じて信号を出力するようになっている。ダイヤル２６は、電動モータ３１の目標回転数を指示するものであり、その回転操作位置に対応した目標回転数の信号を出力するようになっている。充電スイッチ２７は、バッテリ充電制御のＯＮ・ＯＦＦを指示するものであり、その操作位置（ＯＦＦ位置又はＯＮ位置）に応じて信号を出力するようになっている。
【００４１】
そして、インバータ装置３２の演算制御部５３は、例えば、キースイッチ２５からの信号の有無によってキースイッチ２５がＳＴＡＲＴ位置に操作されたと判定し、ロックスイッチ４７からの信号の有無によってゲートロックレバーがロック位置にあると判定した場合に、モータ駆動制御を開始するようになっている。すなわち、演算制御部５３は、制御切換用開閉器５２Ａを閉状態、制御切換用開閉器５２Ｂを開状態に制御するとともに、昇降圧器５０へ昇圧の指令を出力する。昇降圧器５０は、この指令に応じて、バッテリ装置７からの直流の電圧２００Ｖ程度を３００Ｖ程度まで昇圧するようになっている。また、演算制御部５３は、ダイヤル２６で指示された目標回転数の指令をインバータ５１へ出力する。インバータ５１は、この指令に応じて、電動モータ３１の実回転数が目標回転数となるように、電動モータ３１の印加電圧を制御するようになっている。
【００４２】
また、インバータ装置３２の演算制御部５３は、例えば、電動モータ３１の駆動中、圧力スイッチ４５からの信号の有無によって全ての油圧アクチュエータが操作されていない状態であると判定し、その状態で予め設定された所定時間（例えば４秒）が経過した場合に、予め設定された所定の低速回転数（アイドル回転数）の指令をインバータ５１へ出力する。インバータ５１は、この指令に応じて、電動モータ３１の実回転数が所定の低速回転数となるように、電動モータ３１の印加電圧を制御するようになっている。
【００４３】
また、インバータ装置３２の演算制御部５３は、例えば、電動モータ３１の駆動中、キースイッチ２５からの信号の有無によってキースイッチ２５がＯＦＦ位置に操作されたと判定した場合に、インバータ５１へ停止の指令を出力する。インバータ５１は、この指令に応じて、電動モータ３１を停止させるようになっている。
【００４４】
また、インバータ装置３２の演算制御部５３は、例えば、キースイッチ２５からの信号の有無によってキースイッチ２５がＯＦＦ位置にあると判定し、充電スイッチ２７からの信号の有無によって充電スイッチ２７がＯＮ位置に操作されたと判定し、ケーブル接続検出回路（図示せず）からの信号の有無によって商用電源４８からのケーブルが接続されたと判定した場合に、バッテリ充電制御を行うようになっている。すなわち、演算制御部５３は、制御切換用開閉器５２Ａ，５２Ｂを閉状態に制御するとともに、昇降圧器５０へ降圧の指令を出力する。昇降圧器５０は、この指令に応じて、整流器４９からの直流の電圧を降圧してバッテリ装置７に供給するようになっている。
【００４５】
また、インバータ装置３２の演算制御部５３は、例えば、バッテリ装置７の充電中、充電スイッチ２７からの信号の有無によって充電スイッチ２７がＯＦＦ位置に操作されたと判定した場合に、昇降圧器５０へ停止の指令を出力する。昇降圧器５０は、この指令に応じて、充電を停止させるようになっている。
【００４６】
図６は、本実施形態におけるバッテリ装置７の構成を関連機器とともに表すブロック図である。
【００４７】
この図６において、バッテリ装置７は、直列接続された例えば９個（図６では代表して３個のみ示す）のバッテリ（言い換えれば、モジュール）５５からなる第１のバッテリ系統５６Ａと、直列接続された例えば９個（図６では代表して３個のみ示す）のバッテリ５５からなる第２のバッテリ系統５６Ｂとを有している。また、バッテリ装置７は、第１のバッテリ系統５６Ａに対応する第１のバッテリコントローラ５４Ａと、第２のバッテリ系統５６Ｂに対応する第２のバッテリコントローラ５４Ｂとを有している。各バッテリ５５は、詳細を図示しないが、例えばリチウムイオンを材料とした８個のセルからなり、それらセルを監視するセルコントローラが設けられている。
【００４８】
第１のバッテリ系統５６Ａにおける各セルコントローラは、各バッテリ５５の情報（詳細には、電圧及び温度等の状態量）を取得して第１のバッテリコントローラ５４Ａに出力する。また、第１のバッテリ系統５６Ａの正極側（図６中右側）には、第１の電流センサ５７Ａ及び第１の接続切換用開閉器（常開接点型の継電器）５８Ａが設けられており、第１の電流センサ５７Ａは、第１のバッテリ系統５６Ａの電流を検出して、第１のバッテリコントローラ５４Ａに出力する。
第１のバッテリコントローラ５４Ａは、複数のセルコントローラから取得した各バッテリ５５の電圧情報に基づき第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧を演算し、さらに第１の電流センサ５７Ａから取得した電流情報に基づき第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量を演算する。そして、演算した第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧及び蓄電残量をインバータ装置３２の演算制御部５３へ送信する。また、第１のバッテリコントローラ５４Ａは、第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量が例えば１０段階の充電状態（詳細には、「０」は完全放電状態を意味し、「１０」は満充電状態を意味する）のいずれに該当するかを判定し、これに対応する表示信号を残量表示器２９Ａに出力する。残量表示器２９Ａは、例えば１０セグメントのバーを点灯・消灯することにより、第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量を１０段階で表示するようになっている。
【００４９】
第１のバッテリコントローラ５４Ａは、複数のセルコントローラから取得した各バッテリ５５の電圧情報に基づき第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧を演算し、さらに第１の電流センサ５７Ａから取得した電流情報に基づき第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量を演算する。そして、演算した第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧及び蓄電残量をインバータ装置３２の演算制御部５３へ送信する。また、第１のバッテリコントローラ５４Ａは、第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量が例えば１０段階の充電状態（詳細には、「０」は完全放電状態を意味し、「１０」は満充電状態を意味する）のいずれに該当するかを判定し、これに対応する表示信号を残量表示器２９Ａに出力する。残量表示器２９Ａは、例えば１０セグメントのバーを点灯・消灯することにより、第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量を１０段階で表示するようになっている。
【００５０】
また、第１のバッテリコントローラ５４Ａは、複数のセルコントローラから取得した複数のバッテリの情報に基づき第１のバッテリ系統５６Ａに異常が生じていなかいかどうかを判断しており、異常が生じたと判断した場合にエラー信号をインバータ装置３２の演算制御部５３へ送信するようになっている。
【００５１】
同様に、第２のバッテリ系統５６Ｂにおける各セルコントローラは、各バッテリ５５の情報を取得して第２のバッテリコントローラ５４Ｂに出力する。第２のバッテリ系統５６Ｂの正極側（図６中右側）には、第２の電流センサ５７Ｂ及び第２の接続切換用開閉器（常開接点型の継電器）５８Ｂが設けられており、第２の電流センサ５７Ｂは、第２のバッテリ系統５６Ｂの電流を検出して、第２のバッテリコントローラ５４Ｂに出力する。
【００５２】
第２のバッテリコントローラ５４Ｂは、複数のセルコントローラから取得した複数のバッテリの電圧情報に基づき第２のバッテリ系統５６Ｂの総電圧を演算し、さらに第２の電流センサ５７Ｂから取得した電流情報に基づき第２のバッテリ系統５６Ｂの蓄電残量を演算する。そして、演算した第２のバッテリ系統５６Ｂの総電圧及び蓄電残量をインバータ装置３２の演算制御部５３へ送信する。また、第２のバッテリコントローラ５４Ｂは、第２のバッテリ系統５６Ｂの蓄電残量が例えば１０段階の充電状態のいずれに該当するかを判定し、これに対応する表示信号を残量表示器２９Ｂに出力する。残量表示器２９Ｂは、例えば１０セグメントのバーを点灯・消灯することにより、第２のバッテリ系統５６Ｂの蓄電残量を１０段階で表示するようになっている。
【００５３】
また、第２のバッテリコントローラ５４Ｂは、複数のセルコントローラから取得した複数のバッテリの情報に基づき第２のバッテリ系統５６Ｂに異常が生じていなかいかどうかを判断しており、異常が生じたと判断した場合にエラー信号をインバータ装置３２の演算制御部５３へ送信するようになっている。
【００５４】
切換スイッチ２８（前述の図４参照）は、手動操作により、バッテリ系統５６Ａ，５６Ｂのうちのいずれか１つのバッテリ系統を選択するものであり、その操作位置に対応した選択信号を出力するようになっている。そして、インバータ装置３２の演算制御部５３は、切換スイッチ２８から第１のバッテリ系統５６Ａの選択信号を入力した場合に、第１のバッテリコントローラ５４Ａを介して第１の接続切換用開閉器５８Ａを閉状態に制御し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂを介して第２の接続切換用開閉器５８Ｂを開状態に制御する。これにより、第１のバッテリ系統５６Ａがインバータ装置３２の昇降圧器５０に接続されるようになっている。また、インバータ装置３２の演算制御部５３は、切換スイッチ２８から第２のバッテリ系統５６Ｂの選択信号を入力した場合に、第１のバッテリコントローラ５４Ａを介して第１の接続切換用開閉器５８Ａを開状態に制御し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂを介して第２の接続切換用開閉器５８Ｂを閉状態に制御する。これにより、第２のバッテリ系統５６Ｂがインバータ装置３２の昇降圧器５０に接続されるようになっている。
【００５５】
次に、モータ駆動制御の処理手順を、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態におけるモータ駆動制御の処理内容を表すフローチャートである。
【００５６】
切換スイッチ２８で第１のバッテリ系統５６Ａが選択された場合を例にとって説明すると、ステップ１００にて、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量が無くなったかどうか（言い換えれば、完全放電状態に達したかどうか）を判定する。例えば完全放電状態に達していない場合は、ステップ１００の判定が満たされず、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、第１のバッテリコントローラ５４Ａへ閉指令信号を送信し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂへ開指令信号を送信する。これに応じて、第１のバッテリコントローラ５４Ａは第１の接続切換用開閉器５８Ａを閉状態に制御し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂは第２の接続切換用開閉器５８Ｂを開状態に制御する。これにより、第１のバッテリ系統５６Ａがインバータ装置３２の昇降圧器５０に接続される。
【００５７】
その後、ステップ１２０に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、昇降圧器５０へ昇圧の指令を出力し、インバータ５１へ目標回転数の指令を出力する。これにより、第１のバッテリ系統５６Ａからの直流の電圧が昇降圧器５０によって昇圧され、この直流に基づいてインバータ５１によって生成された交流が電動モータ３１に供給され、電動モータ３１が駆動する。このとき、インバータ装置３２の演算制御部５３は、前述した検出信号により第１のバッテリ系統５６Ａが放電中であることを、モニタ３０に表示させる。
【００５８】
そして、前述のステップ１００の判定が満たされるまで、前述のステップ１１０及び１２０の手順が繰返し行われる。すなわち、電動モータ３１の駆動（言い換えれば、第１のバッテリ系統５６Ａの放電）を継続させる。ただし、バッテリコントローラ５４Ａ又は５４Ｂからエラー信号を受信した場合には、昇降圧器５０及びインバータ５１へ停止の指令を出力して、電動モータ３１を停止させる。このとき、モニタ３０にエラー表示信号を出力し、ブザーに駆動信号を出力する。これに応じて、モニタ３０の異常表示灯が点灯し、ブザーが吹鳴する。
【００５９】
一方、例えば第１のバッテリ系統５６Ａが完全放電状態に達した場合は、ステップ１００の判定が満たされ、ステップ１３０に移る。ステップ１３０では、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第１のバッテリコントローラ５４Ａを介し残量表示器２９Ａに完全放電の表示信号を出力する。残量表示器２９Ａは、その表示信号に応じて完全放電状態を表示するため、例えば１０セグメントのバーのうち両側のみを点滅させる。そして、ステップ１４０に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、インバータ５１へ停止の指令を出力して、電動モータ３１を停止させる（モータ停止手段）。このとき、ブザーに駆動信号を出力して、ブザーが吹鳴する。
【００６０】
その後、ステップ１５０に進み、切換スイッチ２８からの選択信号により、切換スイッチ２８が操作されて第２のバッテリ系統５６Ｂが選択されたかどうかを判定する。例えば切換スイッチ２８が操作されず第２のバッテリ系統５６Ｂが選択されない場合は、ステップ１５０の判定が満たされず、前述のステップ１４０に戻って上記同様の手順を繰返す。
【００６１】
そして、例えば切換スイッチ２８が操作されて第２のバッテリ系統５６Ｂが選択された場合は、ステップ１５０の判定が満たされ、ステップ１６０に移る。ステップ１６０では、第２のバッテリ系統５６Ｂの蓄電残量が無くなったかどうか（言い換えれば、完全放電状態に達したかどうか）を判定する。例えば完全放電状態に達していない場合は、ステップ１６０の判定が満たされず、ステップ１７０に移る。ステップ１７０では、第１のバッテリコントローラ５４Ａへ開指令信号を送信し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂへ閉指令信号を送信する。これに応じて、第１のバッテリコントローラ５４Ａは第１の接続切換用開閉器５８Ａを開状態に制御し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂは第２の接続切換用開閉器５８Ｂを閉状態に制御する。これにより、第２のバッテリ系統５６Ｂがインバータ装置３２の昇降圧器５０に接続される。その後、ステップ１８０に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、昇降圧器５０へ昇圧の指令を出力し、インバータ５１へ目標回転数の指令を出力する。これにより、第２のバッテリ系統５６Ｂからの直流の電圧が昇降圧器５０によって昇圧され、この直流に基づいてインバータ５１によって生成された交流が電動モータ３１に供給され、電動モータ３１が駆動する。このとき、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第２のバッテリ系統５６Ｂが放電中であることを、モニタ３０に表示させる。
【００６２】
そして、前述のステップ１６０の判定が満たされるまで、前述のステップ１７０及び１８０の手順が繰返し行われる。すなわち、電動モータ３１の駆動（言い換えれば、第２のバッテリ系統５６Ｂの放電）を継続させる。ただし、バッテリコントローラ５４Ａ又は５４Ｂからエラー信号を受信した場合には、昇降圧器５０及びインバータ５１へ停止の指令を出力して、電動モータ３１を停止させる。このとき、モニタ３０にエラー表示信号を出力し、ブザーに駆動信号を出力する。これに応じて、モニタ３０の異常表示灯が点灯し、ブザーが吹鳴する。
【００６３】
一方、例えば第２のバッテリ系統５６Ｂが完全放電状態に達した場合は、ステップ１６０の判定が満たされ、ステップ１９０に移る。ステップ１９０では、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第２のバッテリコントローラ５４Ｂを介し残量表示器２９Ｂに完全放電の表示信号を出力する。残量表示器２９Ｂは、その表示信号に応じて完全放電状態を表示するため、例えば１０セグメントのバーのうち両側のみを点滅させる。そして、ステップ２００に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、インバータ５１へ停止の指令を出力して、電動モータ３１を停止させる（モータ停止手段）。このとき、ブザーに駆動信号を出力して、ブザーが吹鳴する。
【００６４】
次に、本実施形態の要部であるバッテリ充電制御の処理手順を、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態におけるバッテリ充電制御の処理内容を表すフローチャートである。
【００６５】
ステップ２１０にて、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第１のバッテリコントローラ５４Ａから取得した第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧が予め設定された上限値Ｖ１（本実施形態では、各セルの電圧の上限値４．１５Ｖ×各バッテリ８のセル数８個×第１のバッテリ系統５６Ａのバッテリ数９個＝２９８．８Ｖ）未満であるかどうか（言い換えれば、第１のバッテリ系統５６Ａの蓄電残量が８０％未満であるかどうか）を判定する。
【００６６】
そして、例えば第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧が上限値Ｖ１未満である場合は、ステップ２１０の判定が満たされ、ステップ２２０に移る。ステップ２２０では、第１のバッテリコントローラ５４Ａへ閉指令信号を送信し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂへ開指令信号を送信する。これに応じて、第１のバッテリコントローラ５４Ａは第１の接続切換用開閉器５８Ａを閉状態に制御し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂは第２の接続切換用開閉器５８Ｂを開状態に制御する。これにより、第１のバッテリ系統５６Ａがインバータ装置３２の昇降圧器５０に接続される。
【００６７】
その後、ステップ２３０に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第１のバッテリ系統５６Ａの定電流充電を行う。詳しく説明すると、インバータ装置３２の演算制御部５３は、昇降圧器５０の電流センサ６３で検出された充電電流の検出値を入力しており、この充電電流の検出値が予め設定された所定値Ａ１（例えばＡ１＝０．５Ｃ＝４５Ａ）となるように昇降圧器５０に指令信号を出力する。これにより、昇降圧器５０のスイッチグ素子６０ａ〜６０ｄがＯＮ・ＯＦＦ制御され、充電電流が所定値Ａ１となる。このとき、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第１のバッテリ系統５６Ａが充電中であることを、モニタ３０に表示させる。
【００６８】
そして、前述のステップ２１０の判定が満たされなくなるまで、前述のステップ２２０及び２３０の手順が繰返し行われる。すなわち、第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧が上限値Ｖ１に達するまで、第１のバッテリ系統５６Ａの定電流充電を継続させる。
【００６９】
例えばステップ２１０にて第１のバッテリ系統５６Ａの総電圧が上限値Ｖ１に達している場合は、その判定が満たされず、ステップ２４０に移る。ステップ２４０では、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第２のバッテリコントローラ５４Ｂから取得した第２のバッテリ系統５６Ｂの総電圧が予め設定された上限値Ｖ１（本実施形態では、各セルの電圧の上限値４．１５Ｖ×各バッテリ８のセル数８個×第２のバッテリ系統５６Ｂのバッテリ数９個＝２９８．８Ｖ）未満であるかどうか（言い換えれば、第２のバッテリ系統５６Ｂの蓄電残量が８０％未満であるかどうか）を判定する。
【００７０】
そして、例えば第２のバッテリ系統５６Ｂの総電圧が上限値Ｖ１未満である場合は、ステップ２４０の判定が満たされ、ステップ２５０に移る。ステップ２５０では、第１のバッテリコントローラ５４Ａへ開指令信号を送信し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂへ閉指令信号を送信する。これに応じて、第１のバッテリコントローラ５４Ａは第１の接続切換用開閉器５８Ａを開状態に制御し、第２のバッテリコントローラ５４Ｂは第２の接続切換用開閉器５８Ｂを閉状態に制御する。これにより、第２のバッテリ系統５６Ｂがインバータ装置３２の昇降圧器５０に接続される。
【００７１】
その後、ステップ２６０に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電を行う。このとき、インバータ装置３２の演算制御部５３は、第２のバッテリ系統５６Ｂが充電中であることを、モニタ３０に表示させる。そして、前述のステップ２４０の判定が満たされなくなるまで、前述のステップ２５０及び２６０の手順が繰返し行われる。すなわち、第２のバッテリ系統５６Ｂの総電圧が上限値Ｖ１に達するまで、第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電を継続させる。
【００７２】
ステップ２４０にて第２のバッテリ系統５６Ｂの総電圧が上限値Ｖ１に達している場合は、その判定が満たされず、ステップ２７０に移る。ステップ２７０では、インバータ装置３２の演算制御部５３は、接続中の一方のバッテリ系統（詳細には、例えばステップ２６０→２４０→２７０の手順を経てれば、第２バッテリ系統５６Ｂであり、一方、例えばステップ２３０→２４０→２７０の手順を経てれば、第１バッテリ系統５６Ａ）の定電圧充電を行う。詳しく説明すると、インバータ装置３２の演算制御部５３は、一方のバッテリ系統の総電圧が上限値Ｖ１を維持するための充電電流を演算しており、充電電流の検出値がこの演算値となるように昇降圧器５０に指令信号を出力する。これにより、昇降圧器５０のスイッチグ素子６０ａ〜６０ｄがＯＮ・ＯＦＦ制御され、充電電流が演算値となる。このとき、インバータ装置３２の演算制御部５３は、一方のバッテリ系統が充電中であることを、モニタ３０に表示させる。
【００７３】
その後、ステップ２８０に進み、一方のバッテリ系統が満充電状態に達したかどうかを判定する。具体的には、バッテリ系統の電流が予め設定された閾値Ａ２（例えばＡ２＝１Ａ）まで低下したかどうかを判断することにより、バッテリ系統が満充電状態に達したかどうかを判定する。あるいは、定電圧充電時間が予め設定された閾値Ｔ（例えばＴ＝１００分）経過したかどうかを判断することにより、バッテリ系統が満充電状態に達したかどうかを判定してもよい。そして、例えば一方のバッテリ系統が満充電状態に達していない場合は、ステップ２８０の判定が満たされず、前述のステップ２７０の手順が繰返し行われる。すなわち、一方のバッテリ系統が満充電状態となるまで、一方のバッテリ系統の定電圧充電を継続させる。
【００７４】
例えば一方のバッテリ系統が満充電状態に達した場合は、ステップ２８０の判定が満たされ、ステップ２９０に移る。ステップ２９０では、他方のバッテリ系統に接続を切換える。その後、ステップ３００に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、他方のバッテリ系統の定電圧充電を行う。このとき、インバータ装置３２の演算制御部５３は、他方のバッテリ系統が充電中であることを、モニタ３０に表示させる。
【００７５】
その後、ステップ３１０に進み、他方のバッテリ系統が満充電状態に達したかどうかを判定する。そして、例えば他方のバッテリ系統が満充電状態に達していない場合は、ステップ３１０の判定が満たされず、前述のステップ３００の手順が繰返し行われる。すなわち、他方のバッテリ系統が満充電状態となるまで、他方のバッテリ系統の定電圧充電を継続させる。例えば他方のバッテリ系統が満充電状態に達した場合は、ステップ３１０の判定が満たされ、充電制御が終了する。
【００７６】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を、比較例と比較しながら説明する。図９は、本実施形態におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートであり、図１０は、比較例におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートである。これら図９及び図１０は共に、第１のバッテリ系統５６Ａの電圧及び充電電流の経時変化、並びに第２のバッテリ系統５６Ｂの電圧及び充電電流の経時変化を表している。
【００７７】
本実施形態では、例えば図９で示すように充電開始時に第１のバッテリ系統５６Ａの電圧及び第２のバッテリ系統５６Ｂの電圧が上限値Ｖ１未満である場合に、まず、第１のバッテリ系統５６Ａを選択的に接続して、第１のバッテリ系統５６Ａを定電流充電する。そして、第１のバッテリ系統５６Ａの電圧が上限値Ｖ１に達したら（時間ｔ１）、第２のバッテリ系統５６Ｂに接続を切換えて、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電流充電する。そして、第２のバッテリ系統５６Ｂの電圧が上限値Ｖ１に達したら（時間ｔ２）、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電圧充電する。そして、第２のバッテリ系統５６Ｂが満充電状態となったら（時間ｔ３）、第１のバッテリ系統５６Ａに接続を切換えて、第１のバッテリ系統５６Ａを定電圧充電する。
【００７８】
一方、比較例では、図１０で示すように、第１のバッテリ系統５６Ａを充電して満充電状態となってから、第２のバッテリ系統５６Ｂを充電する。詳しく説明すると、まず、第１のバッテリ系統５６Ａを選択的に接続して、第１のバッテリ系統５６Ａを定電流充電する。そして、第１のバッテリ系統５６Ａの電圧が上限値Ｖ１に達したら（時間ｔ１）、第１のバッテリ系統５６Ａを定電圧充電する。そして、第１のバッテリ系統５６Ａが満充電状態となったら（時間ｔ４）、第２のバッテリ系統５６Ｂに接続を切換えて、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電流充電する。そして、第２のバッテリ系統５６Ｂの電圧が上限値Ｖ１に達したら（時間ｔ３）、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電圧充電する。
【００７９】
このような比較例と比べて、本実施形態は、全てのバッテリ系統５６Ａ，５６Ｂを満充電状態とするための充電時間がとれず、充電時間が図中のｔ１〜ｔ３の間と短くなるときに、バッテリ装置７の充電率を高めることができる。詳しく説明すると、充電時間ｔ１〜ｔ３の範囲において、比較例では、第１のバッテリ系統５６Ａの定電圧充電→第２のバッテリ系統の定電流充電の制御手順で行うのに対し、本実施形態では、第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電→第２のバッテリ系統５６Ｂの定電圧充電の制御手順で行っている。そして、図示からも明らかなように、定電圧充電時は、定電流充電時と比べ、充電電流が小さく充電効率（言い換えれば、単位時間当たりの充電量）が低い。また、定電圧充電の間でも、満充電状態に近づくにつれて充電電流が小さくなり充電効率が低くなる。そのため、充電時間ｔ１〜ｔ３の範囲においては、本実施形態のほうが比較例よりもバッテリ装置７の充電率を高めることができる。
【００８０】
また、本実施形態においては、第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電→第２のバッテリ系統５６Ｂの定電圧充電の制御手順とすることにより、例えば第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電→第１のバッテリ系統５６Ａの定電圧充電の制御手順とする場合と比べ、バッテリ系統の接続切換回数を低減することができ、接続切換用部品（接続切換用開閉器５８Ａ，５８Ｂ）の寿命を向上させることができる。
【００８１】
なお、上記一実施形態においては、第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電→第２のバッテリ系統５６Ｂの定電圧充電の制御手順とする場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、上記第１の実施形態と比べてバッテリ系統の切換回数が多くなるものの、例えば図１１で示すように第２のバッテリ系統５６Ｂの定電流充電→第１のバッテリ系統５６Ａの定電圧充電の制御手順としてもよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様、充電時間が短くとも、バッテリ装置７の充電率を高めることができる。
【００８２】
本発明の他の実施形態を図１２及び図１３により説明する。本実施形態は、一のバッテリ系統を定電圧充電し、その後、一のバッテリ系統が満充電状態となる前に他のバッテリ系統に接続を切換えて、他のバッテリ系統を定電圧充電する実施形態である。なお、本実施形態において、上記一実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８３】
図１２は、本実施形態におけるバッテリ充電制御の処理内容を表すフローチャートである。
【００８４】
本実施形態では、上記一実施形態同様、ステップ２１０〜２７０の手順を行う。その後、ステップ３２０に進み、接続中の一方のバッテリ系統の電流が予め設定された設定値Ａ３（但し、定電流充電時の電流値Ａ１＞Ａ３＞完全放電状態の電流値Ａ２）まで低下したかどうかを判定する。そして、例えば一方のバッテリ系統の電流が設定値Ａ３まで低下していない場合は、ステップ３２０の判定が満たされず、前述のステップ２７０の手順が繰返し行われる。すなわち、一方のバッテリ系統の定電圧充電を継続させる。
【００８５】
例えば一方のバッテリ系統の電流が設定値Ａ３まで低下した場合は、ステップ３２０の判定が満たされ、ステップ２９０に移る。ステップ２９０では、他方のバッテリ系統に接続を切換える。その後、ステップ３００に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、他方のバッテリ系統の定電圧充電を行う。
【００８６】
その後、ステップ３１０に進み、他方のバッテリ系統が満充電状態に達したかどうかを判定する。そして、例えば他方のバッテリ系統が満充電状態に達していない場合は、ステップ３１０の判定が満たされず、前述のステップ３００の手順が繰返し行われる。すなわち、他方のバッテリ系統が満充電状態となるまで、他方のバッテリ系統の定電圧充電を継続させる。
【００８７】
例えば他方のバッテリ系統が満充電状態に達した場合は、ステップ３１０の判定が満たされ、ステップ３３０に移る。ステップ３３０では、一方のバッテリ系統に接続を切換える。その後、ステップ３４０に進み、インバータ装置３２の演算制御部５３は、一方のバッテリ系統の定電圧充電を行う。
【００８８】
その後、ステップ２８０に進み、一方のバッテリ系統が満充電状態に達したかどうかを判定する。そして、例えば一方のバッテリ系統が満充電状態に達していない場合は、ステップ２８０の判定が満たされず、前述のステップ３４０の手順が繰返し行われる。すなわち、一方のバッテリ系統が満充電状態となるまで、一方のバッテリ系統の定電圧充電を継続させる。例えば一方のバッテリ系統が満充電状態に達した場合は、ステップ２８０の判定が満たされ、充電制御が終了する。
【００８９】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態におけるバッテリ装置充電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００９０】
本実施形態では、例えば図１３で示すように充電開始時に第１のバッテリ系統５６Ａの電圧及び第２のバッテリ系統５６Ｂの電圧が上限値Ｖ１未満である場合に、まず、第１のバッテリ系統５６Ａを選択的に接続して、第１のバッテリ系統５６Ａを定電流充電する。そして、第１のバッテリ系統５６Ａの電圧が上限値Ｖ１に達したら（時間ｔ１）、第２のバッテリ系統５６Ｂに接続を切換えて、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電流充電する。そして、第２のバッテリ系統５６Ｂの電圧が上限値Ｖ１に達したら（時間ｔ２）、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電圧充電する。
【００９１】
そして、第２のバッテリ系統５６Ｂの電流が設定値Ａ３まで低下したら（時間ｔ５）、第１のバッテリ系統５６Ａに接続を切換えて、第１のバッテリ系統５６Ａを定電圧充電する。そして、第１のバッテリ系統５６Ａが満充電状態となったら（時間ｔ６）、第２のバッテリ系統５６Ｂに接続を切換えて、第２のバッテリ系統５６Ｂを定電圧充電する。
【００９２】
このような本実施形態においても、上記一実施形態と同様、充電時間が短くとも、充電率を高めることができる。また、本実施形態においては、上記一実施形態と比べて、バッテリ系統の接続切換回数が多くなるものの、充電時間が図中のｔ５〜ｔ６の間と短くなるときに、さらに充電率を高めることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態等においては、インバータ装置３２は、バッテリ装置７からの電力を電動モータ３１に供給して電動モータ３１を駆動するモータ駆動制御（第１の制御モード）、及び外部の商用電源４８からのケーブルが接続された場合に商用電源４８からの電力をバッテリ装置７に供給してバッテリ装置７を充電するバッテリ充電制御（第２の制御モード）を、キースイッチ２５及び充電スイッチ２７の操作に応じて選択的に行えるように構成し、第２の制御モード中に、例えばバッテリ系統５６Ａの定電流充電→バッテリ系統５６Ｂの定電流充電などの制御手順を行う場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、前述した第１の制御モード及び第２の制御モード、商用電源４８からの電力を電動モータ３１に供給して電動モータ３１を駆動する第３の制御モード、並びに商用電源４８からの電力を電動モータ３１及びバッテリ装置７に供給して電動モータ３１を駆動するとともにバッテリ装置７を充電する第４の制御モードを、キースイッチ２５、充電スイッチ２７、及びモード選択スイッチ（図示せず）の操作に応じて選択的に行えるように構成し、第４の制御モード中に、例えばバッテリ系統５６Ａの定電流充電→バッテリ系統５６Ｂの定電流充電などの制御手順を行ってもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００９４】
また、上記実施形態等においては、例えばバッテリ系統５６Ａを定電流充電してバッテリ系統５６Ａの電圧が上限値に達した直後、バッテリ系統５６Ｂに接続を切換えて、バッテリ系統５６Ｂを定電流充電する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばバッテリ系統５６Ａを定電流充電してバッテリ系統５６Ａの電圧が上限値に達したら、バッテリ系統５６Ａを定電圧充電し、その後、バッテリ系統５６Ａが満充電状態となる前に（言い換えれば、バッテリ系統５６Ａの電流が設定値Ａ３まで低下したら）、バッテリ系統５６Ｂに接続を切換えて、バッテリ系統５６Ｂを定電流充電してもよい。この場合は、上記実施形態等と比べ、効果が小さくなるものの、バッテリ装置７の充電率を高めることができる。
【００９５】
また、上記実施形態等においては、接続中の一方のバッテリ系統の蓄電残量が無くなって電動モータ３１が停止した場合に、切換スイッチ２８の手動操作により他方のバッテリ系統に接続を切換える場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば接続中の一方のバッテリ系統の蓄電残量が無くなって電動モータ３１が停止してから、予め設定された所定時間が経過したときに、自動的にバッテリ系統を切換えてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態等においては、バッテリ装置７は、バッテリ系統５６Ａ，５６Ｂをそれぞれ構成するバッテリ５５の数が同じである場合を例にとって説明したが、これに限られず、異ならせてもよい。具体例の一つとしては、第１のバッテリ系統５６Ａは、直列接続された１２個のバッテリ５５で構成され、第２のバッテリ系統５６Ｂは、直列接続された６個のバッテリ５５で構成されてもよい。また、上記実施形態等においては、バッテリ装置７は、２つのバッテリ系統５６Ａ，５６Ｂを有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、３つ以上のバッテリ系統を有していてもよい。具体例の一つとしては、直列接続された６個のバッテリ５５からなるバッテリ系統を３つ有していてもよい。
【００９７】
なお、以上においては、本発明の適用対象である電動式油圧ショベルは、作業機用油圧アクチュエータ（詳細には、ブーム用油圧シリンダ１９、アーム用油圧シリンダ２０、バケット用油圧シリンダ２１）以外の油圧アクチュエータとして、左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂ及び旋回用油圧モータ等を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂに代えて、バッテリ装置７からの供給電力によって駆動する左右の走行用電動モータを備えてもよい。また、例えば旋回用油圧モータに代えて、バッテリ装置７からの供給電力によって駆動する旋回用電動モータを備えてもよい。また、電動式油圧ショベルに限られず、他の電動式建設機械に適用してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９８】
７    バッテリ装置
１３Ａ    左の走行用油圧モータ
１３Ｂ    右の走行用油圧モータ
１９      ブーム用油圧シリンダ
２０      アーム用油圧シリンダ
２１      バケット用油圧シリンダ
２８      切換スイッチ（接続切換手段）
３１      電動モータ
３２      インバータ装置（接続切換手段、充電制御手段）
３３      油圧ポンプ
４８      商用電源
５１      インバータ
５５      バッテリ
５６Ａ    第１のバッテリ系統
５６Ｂ    第２のバッテリ系統
５８Ａ    第１の接続切換用開閉器（接続切換手段）
５８Ｂ    第２の接続切換用開閉器（接続切換手段）
【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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