(57)【要約】【課題】キャパシタの停止時の寿命劣化を低減しつつ、キャパシタに蓄積したエネルギを有効活用できる簡易な構成の放電手段を備えた建設機械を提供する。【解決手段】電動モータを含む旋回体２０の駆動装置５５と、駆動電源となる蓄電デバイス２４と、蓄電デバイスの放電手段８２と、機械停止検出手段７１ａとを備えた建設機械において、蓄電デバイス２４の電圧値を検出する電圧センサ８８と、機械停止検出手段７１ａからの機械停止検出信号を入力したときから始動するタイマ手段と、機械停止時の蓄電デバイス２４の放電特性を予め記憶した記憶部と、電圧センサ８８が検出して入力された蓄電デバイス２４の電圧値とタイマ手段で計測される停止時間とが、記憶部に記憶された放電特性に合致するように放電指令を演算し、放電指令を蓄電デバイス２４の放電手段８２へ出力する演算部とを有する放電制御手段８０とを備えた。【選択図】  図３
2012241370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプによって駆動される油圧アクチュエータと、旋回体と、電動モータを含む前記旋回体の駆動装置と、前記電動モータの駆動電源となる蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスの放電手段と、機械停止検出手段とを備えた建設機械において、
前記蓄電デバイスの電圧値を検出する電圧センサと、
前記機械停止検出手段からの機械停止検出信号を入力したときから始動するタイマ手段と、
機械停止時の前記蓄電デバイスの放電特性を予め記憶した記憶部と、
前記電圧センサが検出して入力された前記蓄電デバイスの電圧値と前記タイマ手段で計測される停止時間とが、前記記憶部に記憶された前記放電特性に合致するように放電指令を演算し、前記放電指令を前記蓄電デバイスの放電手段へ出力する演算部とを有する放電制御手段とを備えた
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械において、
前記記憶部は、機械停止後、一定の電圧保持時間だけ、前記蓄電デバイスの電圧を保持する電圧保持領域と、
前記電圧保持領域から、前記建設機械が即時稼動可能な前記蓄電デバイスの電圧まで、放電降下させる第１放電領域とを有する前記蓄電デバイスの放電特性を記憶している
ことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械において、
前記記憶部は、前記第１放電領域から、機械停止後、一定の最低動作電圧維持時間だけ、前記蓄電デバイスの電圧を保持する一時停止電圧保持領域と、
前記一時停止電圧保持領域から、さらに放電降下させる第２放電領域とを有する前記蓄電デバイスの放電特性を更に記憶している
ことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の建設機械において、
前記記憶部に予め記憶された前記蓄電デバイスの放電特性における電圧保持時間または／および最低動作電圧維持時間は、可変設定可能である
ことを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械において、
前記機械停止検出手段は、前記建設機械の運転席に設けたゲートロックレバーと、前記ゲートロックレバーの操作によって作動する検出スイッチとで構成した
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に係り、更に詳しくは、放電機能を有する蓄電装置を備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば油圧ショベルのような建設機械においては、動力源として、ガソリン、軽油等の燃料を用い、エンジンによって油圧ポンプを駆動して油圧を発生することにより油圧モータ、油圧シリンダといった油圧アクチュエータを駆動する。油圧アクチュエータは、小型軽量で大出力が可能であり、建設機械のアクチュエータとして広く用いられている。
【０００３】
一方で、近年、電動モータ及び蓄電デバイス（バッテリや電気二重層キャパシタ等）を用いることにより、油圧アクチュエータのみを用いた従来の建設機械よりエネルギ効率を高め、省エネルギ化を図った建設機械が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
電動モータ（電動アクチュエータ）は油圧アクチュエータに比べてエネルギ効率が良い、制動時の運動エネルギを電気エネルギとして回生できる（油圧アクチュエータの場合は熱にして放出）といった、エネルギ的に優れた特徴がある。
【０００５】
例えば、特許文献１に示される従来技術では、旋回体の駆動アクチュエータとして電動モータを搭載した油圧ショベルの実施の形態が示されている。油圧ショベルの旋回体を走行体に対して旋回駆動するアクチュエータ（従来は油圧モータを使用）は、使用頻度が高く、作業において起動停止、加速減速を頻繁に繰り返す。このとき、減速時（制動時）における旋回体の運動エネルギは、油圧アクチュエータの場合は油圧回路上で熱として捨てられるが、電動モータの場合は電気エネルギとしての回生が見込めることから、省エネルギ化が図れる。
【０００６】
特許文献１のような、いわゆるハイブリッド式油圧ショベルにおいては、蓄電デバイスとして、電気二重層キャパシタ（以下、キャパシタという）が用いられることが多い。キャパシタは、大電流を流すことが可能であり、旋回電動アクチュエータを有するハイブリッド式油圧ショベルにおいて、旋回体を減速（制動）して旋回体の運動エネルギを電気エネルギとして回生するときに発生する大電力を蓄電するのに適している。キャパシタは、他の蓄電デバイスに対して寿命的に優れているが、長期間の使用や過充電等に伴い劣化が進行することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
キャパシタの満充電状態が長時間継続することを回避し、エネルギを有効活用する為に、補助蓄電装置を備え、キャパシタの電荷を補助蓄電装置で保持するものがある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６７０４号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５５８６号公報
【特許文献３】特開２００５−２１８２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、建設機械の稼動パターンは、ユーザーにおける作業量の増減によって異なる。例えば、毎日あるいは短期の停止で稼働する場合もあるし、レンタル用途等では、長期に渡って停止する場合もある。
【００１０】
キャパシタはその特性上、印加電圧を高くすると劣化が促進され、寿命が短くなる傾向がある。このため、電動機器を搭載した建設機械を長期に渡って停止する場合には、キャパシタの電荷を放出することが望ましい。このキャパシタの電荷放出により、キャパシタの必要以上の交換が回避されるので、建設機械の運用コストを下げることができる。
【００１１】
一方、毎日あるいは短期の停止で稼働する場合には、次回の稼動に備えて、あるいは機械の起動直後の作業を迅速に開始可能とするために、キャパシタの電荷は保持されている方がよい。キャパシタの電荷を保持する一方策として、特許文献３の従来技術があるがこの従来技術においては、補助蓄電装置をキャパシタと別途配設する必要があるため、電動システムが複雑になってしまうという憾みがある。
【００１２】
本発明は上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、キャパシタの停止時の寿命劣化を低減しつつ、キャパシタに蓄積したエネルギを有効活用できる簡易な構成の放電手段を備えた建設機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプによって駆動される油圧アクチュエータと、旋回体と、電動モータを含む前記旋回体の駆動装置と、前記電動モータの駆動電源となる蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスの放電手段と、機械停止検出手段とを備えた建設機械において、前記蓄電デバイスの電圧値を検出する電圧センサと、前記機械停止検出手段からの機械停止検出信号を入力したときから始動するタイマ手段と、機械停止時の前記蓄電デバイスの放電特性を予め記憶した記憶部と、前記電圧センサが検出して入力された前記蓄電デバイスの電圧値と前記タイマ手段で計測される停止時間とが、前記記憶部に記憶された前記放電特性に合致するように放電指令を演算し、前記放電指令を前記蓄電デバイスの放電手段へ出力する演算部とを有する放電制御手段とを備えたものとする。
【００１４】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記記憶部は、機械停止後、一定の電圧保持時間だけ、前記蓄電デバイスの電圧を保持する電圧保持領域と、前記電圧保持領域から、前記建設機械が即時稼動可能な前記蓄電デバイスの電圧まで、放電降下させる第１放電領域とを有する前記蓄電デバイスの放電特性を記憶していることを特徴とする。
【００１５】
更に、第３の発明は、第２の発明において、前記記憶部は、前記第１放電領域から、機械停止後、一定の最低動作電圧維持時間だけ、前記蓄電デバイスの電圧を保持する一時停止電圧保持領域と、前記一時停止電圧保持領域から、さらに放電降下させる第２放電領域とを有する前記蓄電デバイスの放電特性を更に記憶していることを特徴とする。
【００１６】
また、第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記記憶部に予め記憶された前記蓄電デバイスの放電特性における電圧保持時間または／および最低動作電圧維持時間は、可変設定可能であることを特徴とする。
【００１７】
更に、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記機械停止検出手段は、前記建設機械の運転席に設けたゲートロックレバーと、前記ゲートロックレバーの操作によって作動する検出スイッチとで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、建設機械の停止時間に応じてキャパシタ電圧を所定電圧に放電制御するので、キャパシタの停止時の寿命劣化を低減しつつ、キャパシタに蓄積したエネルギを有効活用できる簡易な構成の放電手段を備えた建設機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の建設機械の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】本発明の建設機械の一実施の形態を構成する運転席を示す正面図である。
【図３】本発明の建設機械の一実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。
【図４】本発明の建設機械の一実施の形態におけるキャパシタ電圧と停止時間との関係を示す放電特性図である。
【図５】本発明の建設機械の一実施の形態におけるキャパシタ放電シーケンスを示すフローチャート図である。
【図６】本発明の建設機械の他の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、建設機械として油圧ショベルを例にとって本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明は、作業・建設機械全般に適用が可能であり、本発明の適用は油圧ショベルに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の建設機械の一実施の形態を示す側面図である。図１において、油圧ショベルは走行体１０と、走行体１０上に旋回可能に設けた旋回体２０及び多関節形のフロント機構３０を備えている。
【００２２】
走行体１０は、一対のクローラ１１ａ，１１ｂ及びクローラフレーム１２ａ，１２ｂ（図１では片側のみを示す）、各クローラ１１ａ，１１ｂを独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ１３、１４及びその減速機構等で構成されている。
【００２３】
旋回体２０は、旋回フレーム２１と、旋回フレーム２１上に設けられた、原動機としてのエンジン２２と、エンジン２２により駆動されるアシスト発電モータ２３と、旋回電動モータ２５及び旋回油圧モータ２７と、アシスト発電モータ２３及び旋回電動モータ２５に接続される電気二重層のキャパシタ２４と、旋回電動モータ２５と旋回油圧モータ２７の回転を減速する減速機構２６等から構成され、旋回電動モータ２５と旋回油圧モータ２７の駆動力が減速機構２６を介して伝達され、その駆動力により走行体１０に対して旋回体２０（旋回フレーム２１）を旋回駆動させる。
【００２４】
また、旋回体２０にはフロント機構３０が搭載されている。フロント機構３０は、ブーム３１と、ブーム３１を駆動するためのブームシリンダ３２と、ブーム３１の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム３３と、アーム３３を駆動するためのアームシリンダ３４と、アーム３３の先端に回転可能に軸支されたバケット３５と、バケット３５を駆動するためのバケットシリンダ３６等で構成されている。
【００２５】
さらに、旋回体２０の旋回フレーム２１上には、上述した走行用油圧モータ１３，１４、旋回油圧モータ２７、ブームシリンダ３２、アークシリンダ３４、バケットシリンダ３６等の油圧アクチュエータを駆動するための油圧システム４０が搭載されている。油圧システム４０は、油圧を発生する油圧源となる油圧ポンプ４１及び各アクチュエータを駆動制御するためのコントロールバルブ４２（図３）を含み、油圧ポンプ４１はエンジン２２によって駆動される。
【００２６】
図２は本発明の建設機械の一実施の形態を構成する運転席を示す正面図である。図２において、８９は、オペレータが着座する運転席を示す。運転席８９に着座したオペレータの右側部の内側には、例えばブーム３１（図１）を駆動するブームシリンダ３２（図１）と、バケット３５（図１）を駆動するバケットシリンダ３６（図１）とを操作する右操作装置、すなわち、右操作レバー７３ａを有する右コンソール７３を配置しており、オペレータの左側部には、例えばアーム３３（図１）を駆動するアームシリンダ３４（図１）と、旋回体２０（図１）を駆動する旋回電動モータ２５（図１）とを操作する左操作装置、すなわち、左操作レバー７２ａを有する左コンソール７２を配置している。また、左コンソール７２の外側には、ゲートロックレバー７１が設けられている。
【００２７】
さらに、運転席８９に着座したオペレータの前側略中央には、走行体１０（図１）の左クローラ１１ａ（図１）を駆動する左走行モータ１３（図１）を操作する左走行レバー装置９０と左走行ペダル装置９０ａと、走行体１０（図１）の右クローラ１１ｂ（図１）を駆動する右走行モータ１４（図１）を操作する右走行レバー装置９１と右走行ペダル装置９１ａとを配置している。
【００２８】
ゲートロックレバー７１は、後述するゲートロック弁と共にゲートロック装置を構成する。ゲートロック装置は、上述した操作装置７２ａ，７３ａ，９０，９１，９０ａ，９１ａのそれぞれをオペレータの運転席８９への乗り降り動作をしやすくするために、例えば、運転席８９の前側側方の所定の操作位置から所定の後方位置（図２に示す位置）に回動させるゲートロックレバー７１と、上述したブームシリンダ３２等のアクチュエータが駆動しないように、操作装置７２ａ，７３ａ，９０，９１，９０ａ，９１ａとアクチュエータを制御するコントロールバルブ４２（図３）とを連絡する操作回路を油圧的に遮断するゲートロック弁とを備えている。
【００２９】
ゲートロックレバー７１の回動部近傍には、ゲートロックレバー７１の操作位置と後方位置とを検出するための検出スイッチ７１ａが配設されている。ゲートロックレバー７１を所定の後方位置に回動させた際には、検出スイッチ７１ａが作動してゲートロック弁が切換えられ、これに伴って操作回路を油圧源から遮断する。通常は、オペレータが運転席８９に着座後、ゲートロックレバー７１を所定の後方位置から所定の操作位置に回動操作することで、ゲートロック弁が切換えられ、これに伴って操作回路と油圧源が連通し、油圧システムの作動が可能となる。
【００３０】
図３は本発明の建設機械の一実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。図３において、エンジン２２の駆動力は油圧ポンプ４１に伝達されている。コントロールバルブ４２は、上述した各操作装置７２ａ，７３ａ，９０，９１，９０ａ，９１ａからの指令信号（油圧パイロット信号）に応じて、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６及び走行用油圧モータ１３，１４に供給される圧油の流量と方向を制御する。
【００３１】
電動システムは、上述したアシスト発電モータ２３、キャパシタ２４及び旋回電動モータ２５と、パワーコントロールユニット５５及びメインコンタクタ５６等から構成されている。パワーコントロールユニット５５はチョッパ５１、インバータ５２，５３、平滑コンデンサ５４等を有し、メインコンタクタ５６はメインリレー５７、突入電流防止回路５８等を有している。キャパシタ２４とメインコンタクタ５６とを接続する出力母線にはキャパシタ電圧を検出する電圧センサ８８が設けられている。電圧センサ８８の出力はコントローラ８０に入力されている。
【００３２】
また、この出力母線には、一端側が出力母線の負極側に接続された放電抵抗８２と、放電抵抗８２の他端側がその固定接点部８１ｂに接続され、その可動接点部８１ａを出力母線の正極側に接続した放電リレー８１とを有する放電手段が設けられている。放電リレー８１が励磁され可動接点８１ａの閉止動作により、出力母線の正極側と負極側とが放電抵抗８２を介して短絡され、放電抵抗８２にキャパシタ２４からの電流が流れ、キャパシタ２４の放電が行われる。
【００３３】
キャパシタ２４からの直流電力はチョッパ５１によって所定の母線電圧に昇圧され、旋回電動モータ２５を駆動するためのインバータ５２、アシスト発電モータ２３を駆動するためのインバータ５３に入力される。平滑コンデンサ５４は、母線電圧を安定化させるために設けられている。旋回電動モータ２５は、減速機構２６を介して旋回体２０を駆動する。アシスト発電モータ２３及び旋回電動モータ２５の駆動状態（力行しているか回生しているか）によって、キャパシタ２４は充放電されることになる。
【００３４】
コントローラ８０は、例えば、演算装置及び電気回路から構成される制御装置であり、エンジン２２を始動するためのイグニッションキー７０の操作によって起動し、上述した各操作装置７２ａ，７３ａ，９０，９１，９０ａ，９１ａからの信号を入力し、コントロールバルブ４２、パワーコントロールユニット５５に対する制御指令を生成し、油圧、電動システム、及びエンジン２２の制御を行う。また、キャパシタ２４の電圧値やゲートロックレバー７１の位置信号を入力し、予め設定された放電特性に従って、キャパシタ２４の放電が実施されるように放電手段等の放電制御を行う。７５は、コントローラ８０からの電気信号を油圧パイロット信号へ変換するデバイスであり、例えば電磁比例バルブに相当する。
【００３５】
ゲートロックレバー７１の検出スイッチ７１ａが構成する回路について図３を用いて説明する。  
８５は図示しないゲートロック弁の電磁操作部で、この電磁操作部８５の一端側は制御電源８３に接続され、その他端側はゲートロックリレー８４の可動接点部８４ａに接続されている。ゲートロックリレー８４の励磁コイル部８４ｃは、ゲートロックレバー７１によって操作される検出スイッチ７１ａを介して制御電源８３に接続されている。ゲートロックリレー８４の固定側接点部８４ｂは、コントローラ８０の入力部に接続されている。
【００３６】
８７はコントローラ８０からの放電指令を増幅する放電指令リレーで、その励磁コイル部８７ｃは、コントローラ８０の出力部に接続されている。放電指令リレー８７の可動接点部８７ａは制御電源８３に接続され、その他端側は放電リレー８１の励磁コイル部８１ｃに接続されている。
【００３７】
ここで、ゲートロックレバー７１を所定の後方位置に操作すると、検出スイッチ７１ａが動作し、ゲートロックリレー８４の励磁コイル部８４ｃはＯＦＦし、ゲートロック弁の電磁操作部８５への通電が無くなる。この結果、ゲートロック弁が動作し、上述した各操作装置７２ａ，７３ａ，９０，９１，９０ａ，９１ａからの指令信号（油圧パイロット信号）を例えば、作動油タンクへ連通させて、油圧システムの作動を不能とする。また、コントローラ８０への入力信号が消失するので、建設機械の停止を検出することができる。
【００３８】
図４は本発明の建設機械の一実施の形態におけるキャパシタ電圧と停止時間との関係を示す放電特性図である。この放電特性は、コントローラ８０内の例えば記憶部に記憶されている。  
図４において、放電特性図の横軸は建設機械が停止してからの経過時間を示し、縦軸はキャパシタ２４の電圧を示す。特性図中の横軸におけるｔ１は、建設機械が停止した時の電圧を保持する時間であり作業中の休憩等、一時的な機械の停止期間を想定している。特性図中の横軸におけるｔ２は、最低動作電圧Ｖ１を維持する時間であり、例えば週末の休みのように数日単位での機械の停止期間を想定している。このｔ１，ｔ２はユーザーの使用形態に合わせて可変設定が可能である。ここで、最低動作電圧Ｖ１は、休車中に想定される建設機械の回送時に要求される旋回動作を即座に行うために必要な電圧値をいう。
【００３９】
放電特性曲線において、Ａで示す部分は電圧保持領域を示す。この電圧保持領域Ａは、停止時のキャパシタ２４電圧が最低動作電圧Ｖ１以上である際に通過する領域であり、キャパシタ２４の放電動作は実施せず、キャパシタ２４の電荷保持を目的とする。この領域は作業中の休憩等、一時的な休車を想定している。この領域では、キャパシタ２４が蓄電するエネルギの有効利用のため、キャパシタ２４の電圧は保持される。
【００４０】
放電特性曲線において、Ｂで示す部分は第１放電領域を示す。この第１放電領域Ｂは、キャパシタ２４の電圧が過大な場合に、キャパシタ２４の劣化を防止するために、キャパシタ２４の電圧を速やかに基準電圧Ｖ２まで低下させる。ここで、基準電圧Ｖ２は、最低動作電圧Ｖ１より高い電圧であり、後述の一時停止電圧保持領域Ｃにおける自然放電による電圧降下のマージンをみて、最低動作電圧Ｖ１より若干高い電圧に設定されている。
【００４１】
放電特性曲線において、Ｃで示す部分は一時停止電圧保持領域を示す。この一時停止電圧保持領域Ｃにおいては、建設機械が起動された後、即時に動くことができるように、即時稼動に必要なだけの電圧にキャパシタ２４の電荷を保持する。但し、キャパシタ２４自体の自然放電により、キャパシタ２４の電圧は徐々に降下するが、最低動作電圧Ｖ１は確保されている。
【００４２】
放電特性曲線において、Ｄで示す部分は第２放電領域を示す。この第２放電領域Ｄは、建設機械が停止してからｔ２の時間が経過した後に通過する領域である。ここにおいて停止した建設機械は休車（長期不稼動）状態に入ったと判断し、キャパシタ２４の放電を実施する領域である。なお、キャパシタ２４の放電は、放電終了電圧Ｖ３を目標として実施される。
【００４３】
図５は本発明の建設機械の一実施の形態におけるキャパシタ放電シーケンスを示すフローチャート図である。  
まず、スタートの状態としては、例えば、オペレータが油圧ショベルのキースイッチ（図示せず）をＯＮにした状態とする。
【００４４】
ステップ（Ｓ１０１）では、建設機械の停止の有無を判断する。具体的には、機械停止時にゲートロックレバー７１が、所定の操作位置から所定の後方位置に回動操作されたことを検出して、建設機械の停止を判断する。建設機械が停止したと判断すれば、ステップ（Ｓ１０２）に進み、建設機械が停止していないと判断すれば、ステップ（Ｓ１１１）へ進む。
【００４５】
ステップ（Ｓ１０２）では、建設機械停止時間の計測を開始する。具体的には、タイマＴ１とタイマＴ２が動作を開始する。
【００４６】
ステップ（Ｓ１０３）では、キャパシタ２４の電圧値が設定値である基準電圧Ｖ２を超えているかどうかを判断する。具体的には、電圧センサ８８から入力されるキャパシタ２４の電圧値と基準電圧Ｖ２との大小で判断する。キャパシタ２４の電圧値が基準電圧Ｖ２を超えていない場合にはＮＯと判断されてステップ（Ｓ１０６）へ進み、同様に超えている場合にはＹＥＳと判断されてステップ（Ｓ１０４）へ進む。
【００４７】
ステップ（Ｓ１０４）では、タイマＴ１が建設機械の停止した時の電圧保持時間ｔ１を経過したか否かを判断する。タイマＴ１が電圧保持時間ｔ１を経過した場合には、ＹＥＳと判断されステップ（Ｓ１０５）へ進み、経過していない場合にはＮＯと判断されてステップ（Ｓ１０４）に戻る。
【００４８】
ステップ（Ｓ１０５）では、放電制御が開始される。具体的には、放電手段の放電抵抗８２を出力母線に接続してキャパシタ２４の放電を行う。ステップ（Ｓ１０５）で放電を開始した後は、ステップ（Ｓ１０３）に戻る。ステップ（Ｓ１０５）による放電制御の結果、キャパシタ２４の電圧値が減少し、キャパシタ２４の電圧値が基準電圧Ｖ２以下となった場合にはステップ（Ｓ１０３）でＮＯと判断されてステップ（Ｓ１０６）へ進む。
【００４９】
ステップ（Ｓ１０６）では、放電制御が終了される。具体的には、放電手段の放電抵抗８２を出力母線から切り離してキャパシタ２４の放電を終了させる。ステップ（Ｓ１０６）で放電を終了した後は、ステップ（Ｓ１０７）に進む。
【００５０】
ステップ（Ｓ１０７）では、タイマＴ２が建設機械の停止した時の最低動作電圧維持時間ｔ２を経過したか否かを判断する。タイマＴ２が最低動作電圧維持時間ｔ２を経過した場合には、ＹＥＳと判断されステップ（Ｓ１０８）へ進み、経過していない場合にはＮＯと判断されてステップ（Ｓ１０７）に戻る。
【００５１】
ステップ（Ｓ１０７）では、放電制御が開始される。具体的には、放電手段の放電抵抗８２を出力母線に接続してキャパシタ２４の放電を行う。ステップ（Ｓ１０７）で放電を開始した後は、ステップ（Ｓ１０９）に進む。
【００５２】
ステップ（Ｓ１０９）では、キャパシタ２４の電圧値が設定値である放電終了電圧Ｖ３を超えているかどうかを判断する。具体的には、電圧センサ８８から入力されるキャパシタ２４の電圧値と放電終了電圧Ｖ３との大小で判断する。キャパシタ２４の電圧値が放電終了電圧Ｖ３を超えている場合にはＮＯと判断されてステップ（Ｓ１０９）へ戻り、同様に超えていない場合にはＹＥＳと判断されてステップ（Ｓ１１０）へ進む。
【００５３】
ステップ（Ｓ１１０）では、放電制御が終了される。具体的には、放電手段の放電抵抗８２を出力母線から切り離してキャパシタ２４の放電を終了させる。ステップ（Ｓ１１０）で放電を終了した後はリターンとなりスタートへ戻る。
【００５４】
ステップ（Ｓ１０１）で、建設機械が停止していないと判断されて、ステップ（Ｓ１１１）に進む場合、ステップ（Ｓ１１１）では、建設機械停止時間の計測を終了させる。具体的には、動作開始しているタイマＴ１とタイマＴ２をリセットする。ステップ（Ｓ１１１）でタイマＴ１とタイマＴ２をリセットした後は、ステップ（Ｓ１１２）に進む。
【００５５】
ステップ（Ｓ１１２）では、放電制御が終了される。具体的には、放電手段の放電抵抗８２を出力母線から切り離してキャパシタ２４の放電を終了させる。ステップ（Ｓ１１２）で放電を終了した後はリターンとなりスタートへ戻る。ステップ（Ｓ１１１）とステップ（Ｓ１１２）とを設けたことにより、放電制御が実行されている場合であっても、オペレータがゲートロックレバー７１を所定の後方位置に操作すると、即時にタイマＴ１とタイマＴ２をリセットすると共に、放電抵抗８２が切り離される。これにより、放電操作はオペレータの意志により中止することが可能である。
【００５６】
次に、具体的な動作について図３乃至図５を用いて説明する。まず。図３において、オペレータがゲートロックレバー７１を所定の後方位置に操作すると、検出スイッチ７１ａの動作により接点開放されるので、ゲートロックリレー８４の励磁コイル部８４ｃへの印加電圧が消去する。この結果、コントローラ８０へ入力されていたゲートロックリレー８４の可動接点８４ａの閉止信号がＯＦＦし、コントローラ８０は、機械が停止したと判断し、内部のタイマＴ１とＴ２との動作を開始する。図５におけるステップ（Ｓ１０１）及びステップ（Ｓ１０２）に該当する。
【００５７】
コントローラ８０は、電圧センサ８８が検出したキャパシタ２４の電圧を入力し、基準電圧Ｖ２と大小比較をする（ステップ（Ｓ１０３）に該当）と共に、タイマＴ１が建設機械の停止した時の電圧保持時間ｔ１を経過したか否かを判断する（ステップ（Ｓ１０４）に該当）。キャパシタ２４の電圧が基準電圧Ｖ２を超えていて、タイマＴ１が電圧保持時間ｔ１を経過している場合には、放電開始指令を出力する。この結果、放電指令リレー８７の励磁コイル部８７ｃへ電圧が印加され、可動接点部８７ａが閉止する。
【００５８】
放電指令リレー８７の可動接点部８７ａが閉止すると、放電リレー８１の励磁コイル部８１ｃへ電圧が印加され、可動接点部８１ａが閉止する。このことにより、可動接点部８１ａを介して放電抵抗８２が出力母線の正極と負極とを短絡するように接続される。この結果、放電抵抗８２にキャパシタ２４からの電流が流れ、キャパシタ２４に残留した電荷が消費される放電が行われる（ステップ（Ｓ１０５）に該当）。
【００５９】
キャパシタ２４の放電が進行することで、キャパシタ２４の電圧値は降下していく。コントローラ８０は、電圧センサ８８が検出したキャパシタ２４の電圧値と基準電圧Ｖ２とを比較し、基準電圧Ｖ２がキャパシタ２４の電圧値を超えた場合には、放電終了指令を出力する（ステップ（Ｓ１０６）に該当）。この結果、放電指令リレー８７の励磁コイル部８７ｃへの印加電圧が解除され、可動接点部８７ａが開放される。
【００６０】
放電指令リレー８７の可動接点部８７ａが開放されると、放電リレー８１の励磁コイル部８１ｃへの印加電圧が解除され、可動接点部８１ａが開放される。このことにより、放電抵抗８２は出力母線の正極と負極とから遮断される。この結果、放電抵抗８２へのキャパシタ２４からの電流が遮断され、キャパシタ２４の放電が中断される（ステップ（Ｓ１０６）に該当）。
【００６１】
コントローラ８０は、タイマＴ２が建設機械の停止した時の最低動作電圧維持時間ｔ２を経過したか否かを判断する（ステップ（Ｓ１０７）に該当）。タイマＴ２が最低動作電圧維持時間ｔ２を経過している場合には、放電開始指令を出力する。この結果、放電指令リレー８７の励磁コイル部８７ｃへ電圧が印加され、可動接点部８７ａが閉止する。
【００６２】
放電指令リレー８７の可動接点部８７ａが閉止すると、放電リレー８１の励磁コイル部８１ｃへ電圧が印加され、可動接点部８１ａが閉止する。このことにより、可動接点部８１ａを介して放電抵抗８２が出力母線の正極と負極とを短絡するように接続される。この結果、放電抵抗８２にキャパシタ２４からの電流が流れ、キャパシタ２４に残留した電荷が消費される放電が行われる（ステップ（Ｓ１０８）に該当）。
【００６３】
上述した本発明の建設機械の一実施の形態によれば、建設機械の停止時間に応じてキャパシタ２４の電圧を所定電圧に放電制御するので、キャパシタ２４の停止時の寿命劣化を低減しつつ、キャパシタ２４に蓄積したエネルギを有効活用できる簡易な構成の放電手段を備えた建設機械を提供することができる。
【実施例２】
【００６４】
以下、本発明の建設機械の他の実施の形態を図面を用いて説明する。図６は本発明の建設機械の他の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。図６において、図１乃至図５に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。  
本実施の形態においては、放電リレー８１、放電抵抗８２、放電指令リレー８７を設けていない点が、上述した一実施の形態と異なる。その他の構成設備等は一実施の形態と同一である。本実施の形態においては、パワーコントロールユニット５５を制御しているコントローラ８０にキャパシタ２４の放電制御手段を設けている。この結果、キャパシタ２４に残留した電荷を消費させることができる。
【００６５】
本実施の形態における、具体的動作について図４乃至図６を用いて説明する。まず。図６において、オペレータがゲートロックレバー７１を所定の後方位置に操作すると、検出スイッチ７１ａの動作により接点開放されるので、ゲートロックリレー８４の励磁コイル部８４ｃへの印加電圧が消去する。この結果、コントローラ８０へ入力されていたゲートロックリレー８４の可動接点８４ａの閉止信号がＯＦＦし、コントローラ８０は、機械が停止したと判断し、内部のタイマＴ１とＴ２との動作を開始する。図５におけるステップ（Ｓ１０１）及びステップ（Ｓ１０２）に該当する。
【００６６】
コントローラ８０は、電圧センサ８８が検出したキャパシタ２４の電圧を入力し、基準電圧Ｖ２と大小比較をする（ステップ（Ｓ１０３）に該当）と共に、タイマＴ１が建設機械の停止した時の電圧保持時間ｔ１を経過したか否かを判断する（ステップ（Ｓ１０４）に該当）。キャパシタ２４の電圧が基準電圧Ｖ２を超えていて、タイマＴ１が電圧保持時間ｔ１を経過している場合には、放電開始指令を出力する。
【００６７】
この放電開始指令により、パワーコントロールユニット５５を通じてメインコンタクタ５６が励磁されメインリレー５７が閉止し、旋回用電動モータ用インバータ５２またはアシスト発電モータ用インバータ５３を力行駆動制御する。この結果、旋回用電動モータ２５またはアシスト発電モータ２３のコイルにキャパシタ２４から電流が流れ、キャパシタ２４に残留した電荷が消費される放電が行われる（ステップ（Ｓ１０５）に該当）。
【００６８】
キャパシタ２４の放電が進行することで、キャパシタ２４の電圧値は降下していく。コントローラ８０は、電圧センサ８８が検出したキャパシタ２４の電圧値と基準電圧Ｖ２とを比較し、基準電圧Ｖ２がキャパシタ２４の電圧値を超えた場合には、放電終了指令を出力する（ステップ（Ｓ１０６）に該当）。
【００６９】
この放電終了指令により、パワーコントロールユニット５５を通じてメインコンタクタ５６が非励磁されメインリレー５７が開放されると共に、旋回用電動モータ用インバータ５２またはアシスト発電モータ用インバータ５３への力行駆動制御が中止される。この結果、キャパシタ２４の正極と負極とがパワーコントロールユニット５５から遮断され、キャパシタ２４の放電が中断される（ステップ（Ｓ１０６）に該当）。
【００７０】
コントローラ８０は、タイマＴ２が建設機械の停止した時の最低動作電圧維持時間ｔ２を経過したか否かを判断する（ステップ（Ｓ１０７）に該当）。タイマＴ２が最低動作電圧維持時間ｔ２を経過している場合には、放電開始指令を出力する。
【００７１】
放電開始指令により、パワーコントロールユニット５５を通じてメインコンタクタ５６が励磁されメインリレー５７が閉止し、旋回用電動モータ用インバータ５２またはアシスト発電モータ用インバータ５３を力行駆動制御する。この結果、旋回用電動モータ２５またはアシスト発電モータ２３のコイルにキャパシタ２４から電流が流れ、キャパシタ２４に残留した電荷が消費される放電が行われる（ステップ（Ｓ１０８）に該当）。
【００７２】
上述した本発明の建設機械の他の実施の形態によれば、上述した一実施の形態と同様な効果を得ることができるとともに、放電抵抗８２を設ける必要がないので、より簡易な構成の放電手段を備えた建設機械を提供することができる。
【００７３】
なお、本発明においては、放電手段を、放電抵抗８２を設けた場合と、旋回電動モータ２５等を駆動する場合とで説明しているが、これに限るものではない。
【００７４】
以上において、本発明を油圧ショベルに適用した場合の実施の形態を説明したが、油圧ショベル以外の電動システム、蓄電デバイスを有する車両や建設機械全般に本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０        走行体
１１        クローラ
１２        クローラフレーム
１３        左走行用油圧モータ
１４        右走行用油圧モータ
２０        旋回体
２１        旋回フレーム
２２        エンジン
２３        アシスト発電モータ
２４        キャパシタ
２５        旋回電動モータ
２６        減速機
３０        フロント機構
３１        ブーム
３３        アーム
３５        バケット
４０        油圧システム
４１        油圧ポンプ
４２        コントロールバルブ
５１        チョッパ
５２        旋回電動モータ用インバータ
５３        アシスト発電モータ用インバータ
５４        平滑コンデンサ
５５        パワーコントロールユニット
５６        メインコンタクタ
５７        メインリレー
５８        突入電流防止回路
７１        ゲートロックレバー
７１ａ      検出スイッチ
７２ａ      左操作レバー
７３ａ      右操作レバー
８０        コントローラ
８１        放電リレー
８２        放電抵抗
８３        制御電源
８４        ゲートロックリレー
８５        ゲートロック弁の電磁操作部
８７        放電指令リレー
８８        電圧センサ
８９        運転席
９０        放電手段
９０        左走行レバー装置
９０ａ      左走行ペダル装置
９１        右走行レバー装置
９１ａ      右走行ペダル装置
Ａ          電圧保持領域
Ｂ          第１放電領域
Ｃ          一時停止電圧保持領域
Ｄ          第２放電領
【図１】
2012241370.tif 000003
【図２】
2012241370.tif 000004
【図３】
2012241370.tif 000005
【図４】
2012241370.tif 000006
【図５】
2012241370.tif 000007
【図６】
2012241370.tif 000008