(57)【要約】【課題】  本発明は、ＤＣバスの平滑用コンデンサの劣化を容易に判定することのできるショベルを提供することを課題とする。【解決手段】  ショベルは、蓄電器と、蓄電器の充放電を制御するコンバータと、コンバータに接続されたＤＣバスとを有する。ＤＣバスの電圧を平滑化するコンデンサがＤＣバスに設けられる。コンデンサの電圧変化とその電圧変化に対応する時間とに基づいて、コンデンサの異常を判定する。【選択図】  図５
2013172489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電器と、
該蓄電器の充放電を制御するコンバータと、
該コンバータに接続されたＤＣバスに設けられ、該ＤＣバスの電圧を平滑化するコンデンサと、
該コンデンサの電圧変化と該電圧変化に対応する時間とに基づいて、前記コンデンサの異常を判定するコンデンサ異常判定手段と
を備えたショベル。
【請求項２】
請求項１記載のショベルであって、
前記ＤＣバスに接続され、電動機を駆動するインバータと、
前記ＤＣバスと前記コンバータとの接続を遮断する遮断手段と
をさらに有し、
前記コンデンサ異常判定手段は、前記遮断手段により前記ＤＣバスと前記コンバータとの間の接続を遮断した状態で、前記ＤＣバスから前記電動機に所定の電流が流れるように前記インバータにより放電制御したときの前記ＤＣバスの電圧の変化量と、当該電圧の変化が得られた継続時間に基づいて、前記コンデンサの異常を判定するショベル。
【請求項３】
請求項２記載のショベルであって、
前記コンデンサ異常判定手段は、前記ＤＣバスの電圧が所定の電圧になるまでの電圧変化継続時間に基づいて前記コンデンサの異常を判定するショベル。
【請求項４】
請求項２記載のショベルであって、
前記コンデンサ異常判定手段は、前記継続時間が経過した際の前記ＤＣバスの電圧に基づいて、前記コンデンサの異常を判定するショベル。
【請求項５】
請求項３又は４記載のショベルであって、
前記コンデンサ異常判定手段は、前記ショベルの運転を停止する毎に、前記コンデンサの異常を判定するショベル。
【請求項６】
請求項１記載のショベルであって、
前記ＤＣバスに接続され、電動機を駆動するインバータと、
前記コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出器と、
前記蓄電器から前記コンデンサに流れる電流を測定する電流検出器と
を有し、
前記コンデンサ異常判定手段は、前記電流検出器により検出された電流値を所定の時間に関して積分して求めた積分値と、前記所定の時間における前記端子間電圧の変化量とに基づいて、前記コンデンサの異常を判定するショベル。
【請求項７】
請求項６記載のショベルであって、
前記コンデンサ異常判定手段は、ショベルが運転を開始する毎に前記コンデンサの異常を判定するショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業機械に係り、特にショベルに関する
【背景技術】
【０００２】
駆動機構の一部を電動化した作業機械が提案されている。このような作業機械の一例であるショベルは、例えばブーム、アーム、及びバケットといった作業要素を油圧駆動するための油圧ポンプを備えていることが多い。通常、油圧ポンプはエンジンにより駆動されるが、エンジンに電動発電機が連結され、該エンジンの駆動力を補助する場合がある。また、当該電動発電機を発電運転して得られる電力をインバータを介してＤＣバス（直流母線）へ返還する。
【０００３】
また、ショベルは、上述の作業要素が取り付けられた上部旋回体を備えていることが多い。上部旋回体を備えている場合、ショベルは、作業要素を駆動するための油圧モータに加え、この油圧モータを補助するための作業用電動機を備えることがある。例えば、上部旋回体を旋回させる際、旋回加速時には電動機によって油圧モータの駆動を補助し、減速旋回時には当該電動機において回生運転を行い、発電された電力をインバータを介してＤＣバスへ返還する。
【０００４】
ＤＣバスにはコンバータを介して蓄電装置（蓄電器、蓄電池等を含む）が接続されており、電動機の発電により得られる電力は、蓄電装置に充電される。或いは、ＤＣバスに接続された電動機の相互間で電力が授受される。
【０００５】
このようなショベルにおいて、大型の作業要素を駆動するためにＤＣバスの電圧は例えば数百ボルトと高く設定されている。ＤＣバス電圧の変動を抑制して安定した電圧で電力を供給できるように、ＤＣバスには平滑用コンデンサが接続されることが多い。ＤＣバス（平滑用コンデンサを含む）もある程度電力を蓄積しておくことができる。
【０００６】
ショベルの運転を停止している場合でも、ＤＣバスに蓄積された電力が残っている場合が多く、作業機械のメンテナンスを行なう際には、作業者の安全の為にＤＣバス電圧を低下させておくことが望ましい。そこで、例えば、互いに直列に接続された抵抗及びスイッチをＤＣバスのプラス側配線とマイナス側配線との間に接続することにより、ＤＣバス電圧を抵抗により消費することが提案されている。
【０００７】
抵抗を用いてＤＣバス電圧を消費させる方式では、ＤＣバス電圧の消費を必要に応じて行うために、スイッチを抵抗と直列に挿入する必要がある。しかしながら、上述したようにＤＣバス電圧は数百ボルトと高く、このような用途で使用されるスイッチには、リレー等の機械的スイッチが採用されることが多い。機械的スイッチは信頼性が低く、また寿命も短いという欠点があり、ショベル自体の信頼性に影響を及ぼすこととなる。そこで、冷却用電動機駆動回路を作動させて冷却用電動機に電力を消費させることによりＤＣバス電圧を低下させるようにした作業機械が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２０２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のようにＤＣバスの平滑用コンデンサは電力を蓄積することでＤＣバス電圧の変動を抑制することができるが、平滑用コンデンサが劣化するとその静電容量が低下し、ＤＣバス電圧の変動を十分に抑制することができなくなる。特許文献１に記載の建設機械は、平滑用コンデンサに蓄積されている電力を運転停止後に消費してＤＣバス電圧を低下させることができる。しかし、平滑用コンデンサが劣化して静電容量が低下すると、ＤＣバス電圧を十分に安定した状態に制御することができなくなるといった問題に関しては、特許文献１に記載の建設機械は考慮していない。
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ＤＣバスの平滑用コンデンサの劣化を容易に判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施態様によれば、蓄電器と、該蓄電器の充放電を制御するコンバータと、該コンバータに接続されたＤＣバスに設けられ、該ＤＣバスの電圧を平滑化するコンデンサと、該コンデンサの電圧変化と該電圧変化に対応する時間とに基づいて、前記コンデンサの異常を判定するコンデンサ異常判定手段とを備えたショベルが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
上述の発明によれば、ＤＣバスに設けられた平滑用コンデンサの劣化を容易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態によるショベルの斜視図である。
【図２】図１に示すショベルの電気系統及び油圧系統を含む内部構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す蓄電装置の内部構成を示す図である。
【図４】冷却液循環システムのブロック図である。
【図５】ＤＣバス電圧低下モードにおけるショベルの運転停止動作を示すフローチャートである。
【図６】平滑化コンデンサが劣化した場合のＤＣバス電圧の変化を示すグラフである。
【図７】平滑化コンデンサが劣化した場合のＤＣバス電圧の変化を示すグラフである。
【図８】ＤＣバス電圧低下モードにおけるショベルの運転停止動作の変形例を示すフローチャートである。
【図９】ブーム回生を行なうショベルの電気系統及び油圧系統を含む内部構成を示すブロック図である。
【図１０】平滑用コンデンサを充電する際の平滑用コンデンサに流れる電流とＤＣバス電圧の時間的変化を示すグラフである。
【図１１】ショベルの運転開始動作において平滑用コンデンサの劣化を判定する際に用いられる蓄電装置の内部構成を示す図である。
【図１２】ショベルの運転開始動作において平滑用コンデンサの劣化を判定する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明による作業機械の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による作業機械の一例であるショベルの斜視図である。
【００１６】
図１に示すショベルは、無限軌道を含む走行機構１と、走行機構１の上部に旋回機構２を介して回動自在に搭載された上部旋回体３とを備えている。上部旋回体３には、ブーム４と、ブーム４の先端にリンク接続されたアーム５と、アーム５の先端にリンク接続されたバケット６と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、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、上部旋回体３には、運転者が乗り込む運転室１０、及び、油圧を発生するためのエンジン（内燃機関発動機）１１といった動力源が設けられている。
【００１７】
ショベルはサーボ制御ユニット６０を備えている。サーボ制御ユニット６０は、旋回機構２のような電動作業要素を駆動するための交流電動機の制御、及びエンジン１１をアシストするための電動発電機の制御を行なう。また、サーボ制御ユニット６０は、蓄電装置における蓄電器（キャパシタ）の充放電を制御する。サーボ制御ユニット６０は、直流電力を交流電力に変換して交流電動機や電動発電機を駆動するためのインバータユニット、キャパシタの充放電を制御する昇降圧コンバータユニットといった複数のドライバユニット、及び、該複数のドライバユニットを制御するためのコントロールユニットを備えている。
【００１８】
図２は、本実施形態によるショベルの電気系統及び油圧系統を含む内部構成を示すブロック図である。なお、図２において、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。図３は、図２に示す蓄電装置１２０の内部構成を示す図である。
【００１９】
図２に示すように、ショベルは電動発電機１２および変速機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、共に変速機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がエンジン１１を作業要素として駆動することによりエンジン１１の駆動力を補助（アシスト）する。電動発電機１２の駆動力は変速機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の駆動力が変速機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 Magnet）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替えは、ショベル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。
【００２０】
変速機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１に示す走行機構１を駆動するための油圧モータ１ａ及び１ｂ、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などの油圧負荷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、これら油圧負荷に供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御する。
【００２１】
電動発電機１２の電気的な端子には、インバータ回路１８Ａの出力端が接続されている。インバータ回路１８Ａの入力端には、蓄電装置１２０が接続されている。蓄電装置１２０は、図３に示すように、直流母線であるＤＣバス１１０、昇降圧コンバータ（直流電圧変換器）１００及びキャパシタ（蓄電器）１９を備えている。即ち、インバータ回路１８Ａの入力端は、ＤＣバス１１０を介して昇降圧コンバータ１００の入力端に接続される。昇降圧コンバータ１００の出力端には、蓄電器としてのキャパシタ１９が接続されている。キャパシタ１９は、例えば充放電可能なバッテリ等の蓄電池であってもよい。
【００２２】
インバータ回路１８Ａは、コントローラ３０からの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。すなわち、インバータ回路１８Ａが電動発電機１２を力行運転させる際には、必要な電力をキャパシタ１９と昇降圧コンバータ１００からＤＣバス１１０を介して電動発電機１２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１１０及び昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に蓄電する。なお、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧値、キャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流値に基づき、コントローラ３０によって行われる。これにより、ＤＣバス１１０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。
【００２３】
蓄電装置１２０には、インバータ回路２０Ａが接続されている。インバータ回路２０Ａの一端には作業用電動機としての旋回用電動機（交流電動機）２１が接続されており、インバータ回路２０Ａの他端は蓄電装置１２０のＤＣバス１１０に接続されている。旋回用電動機２１は、上部旋回体３を旋回させる旋回機構２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、及び旋回変速機２４が接続される。
【００２４】
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変速機２４にて増幅され、上部旋回体３が加減速制御され回転運動を行う。また、上部旋回体３の慣性回転により、旋回変速機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。旋回用電動機２１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号によりインバータ回路２０Ａ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モータを用いることができる。
【００２５】
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２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。旋回変速機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２に機械的に伝達する減速機として機能する。
【００２６】
なお、ＤＣバス１１０には、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａを介して、電動発電機１２及び旋回用電動機２１がそれぞれ接続されている。したがって、電動発電機１２で発電された電力が旋回用電動機２１に直接的に供給される場合もある。また、旋回用電動機２１で回生された電力が電動発電機１２に供給される場合もある。
【００２７】
インバータ回路１８Ａ及び２０Ａは大電力を制御するので、発熱量が極めて大きい。また、昇降圧コンバータ１００に含まれるリアクトル１０１（図３参照）の発熱量も大きい。したがって、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ、並びに昇降圧コンバータ１００を冷却する必要がある。そこで、本実施形態によるショベルは、エンジン１１用の冷却液循環システムとは別に、昇降圧コンバータ１００、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａを冷却するための冷却液循環システム７０を備えている。
【００２８】
冷却液循環システム７０は、昇降圧コンバータ１００、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ等に供給される冷却液を循環させるためのポンプ（冷却液循環用ポンプ）７２と、ポンプ７２を駆動するポンプモータ（冷却用電動機）７１とを有している。ポンプモータ７１は、インバータ回路２０Ｃを介して蓄電装置１２０に接続されている。インバータ回路２０Ｃは、本実施形態における冷却用電動機駆動回路であって、コントローラ３０からの指令に基づき、昇降圧コンバータ１００を冷却する際にポンプモータ７１へ要求された電力を供給する。本実施形態の冷却液循環システム７０は、昇降圧コンバータ１００、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ、並びにコントローラ３０を冷却する。加えて、冷却液循環システム７０は、電動発電機１２、変速機１３、および旋回用電動機２１を冷却する。
【００２９】
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。操作装置２６は、旋回用電動機２１、走行機構１、ブーム４、アーム５、及びバケット６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。ここでは、作業用電動機としての旋回用電動機２１について説明しているが、さらに、走行機構１を作業用電動機により電気駆動させても良い。
【００３０】
圧力センサ２９は、操作装置２６に対して旋回機構２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。
【００３１】
コントローラ３０は、本実施形態における制御部を構成する。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。また、コントローラ３０の電源は、キャパシタ１９とは別の蓄電池（例えば２４Ｖ車載バッテリー）である。コントローラ３０は、圧力センサ２９から入力される信号のうち、旋回機構２を旋回させるための操作量を表す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。また、コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（アシスト運転及び発電運転の切り替え）、並びに、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。
【００３２】
本実施形態によるコントローラ３０は、ショベル１のメンテナンス等を実施するときにＤＣバス１１０の電圧を低下させる（具体的には、ＤＣバス１１０に接続された平滑用コンデンサ等に蓄積された電荷を消費させる）ためのＤＣバス電圧低下モード（母線電圧低下モード）を有している。コントローラ３０は、このＤＣバス電圧低下モードにおいて、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ、並びに昇降圧コンバータ１００を全て停止させ、昇降圧コンバータ１００とキャパシタ１９との間に設けられたスイッチ（後述）を非接続状態とした後、インバータ回路２０Ｃを駆動してポンプモータ７１に電力を消費させることによりＤＣバス１１０の電圧を低下させる。ＤＣバス電圧低下モードは、ショベルの運転が停止された際（具体的には、操作者のキー４０の操作によりエンジン１１が停止しようとするとき）、或いは、運転室１０（図１参照）内の操作パネルを介して作業者によりＤＣバス電圧低下モードの開始に関する入力が為された際に開始される。
【００３３】
ここで、本実施形態における昇降圧コンバータ１００について詳細に説明する。図３に示すように、昇降圧コンバータ１００は、昇降圧型のスイッチング制御方式を備えており、リアクトル１０１、トランジスタ１００Ｂ及び１００Ｃを有する。トランジスタ１００Ｂは昇圧用のスイッチング素子であり、トランジスタ１００Ｃは降圧用のスイッチング素子である。トランジスタ１００Ｂ及び１００Ｃは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によって構成され、互いに直列に接続されている。
【００３４】
具体的には、トランジスタ１００Ｂのコレクタとトランジスタ１００Ｃのエミッタとが相互に接続され、トランジスタ１００Ｂのエミッタはリレースイッチ１００Ｆを介してキャパシタ１９の負側端子およびＤＣバス１１０の負側配線に接続され、トランジスタ１００ＣのコレクタはＤＣバス１１０の正側配線に接続されている。そして、リアクトル１０１は、その一端がトランジスタ１００Ｂのコレクタ及びトランジスタ１００Ｃのエミッタに接続されるとともに、他端がリレースイッチ１００Ｅを介してキャパシタ１９の正側端子に接続されている。トランジスタ１００Ｂ及び１００Ｃのゲートには、コントローラ３０からＰＷＭ電圧が印加される。リレースイッチ１００Ｅ及び１００Ｆは、コントローラ３０からの指令によりその接続状態が制御される。
【００３５】
トランジスタ１００Ｂのコレクタとエミッタとの間には、整流素子であるダイオード１００ｂが逆方向に並列接続されている。同様に、トランジスタ１００Ｃのコレクタとエミッタとの間には、ダイオード１００ｃが逆方向に並列接続されている。トランジスタ１００Ｃのコレクタとトランジスタ１００Ｂのエミッタとの間（すなわち、ＤＣバス１１０の正側配線と負側配線との間）には、平滑用コンデンサ１１０ａが接続されている。平滑用コンデンサ１１０ａは、昇降圧コンバータ１００からの出力電圧、電動発電機１２からの発電電圧や旋回用電動機２１からの回生電圧を平滑化することにより、ＤＣバス電圧を平滑化する。ＤＣバス１１０の正側配線と負側配線との間には、ＤＣバス１１０の電圧を検出するための電圧検出器１１０ｂが設けられている。電圧検出器１１０ｂによる電圧検出結果は、コントローラ３０へ提供される。
【００３６】
以上のような構成を備える昇降圧コンバータ１００において、直流電力をキャパシタ１９からＤＣバス１１０へ供給する際には、リレースイッチ１００Ｅ，１００Ｆが接続された状態で、コントローラ３０からの指令によってトランジスタ１００ＢのゲートにＰＷＭ電圧が印加される。そして、トランジスタ１００Ｂのオン／オフに伴ってリアクトル１０１に発生する誘導起電力がダイオード１００ｃを介して伝達され、この電力がコンデンサ１１０ａにより平滑化される。また、直流電力をＤＣバス１１０からキャパシタ１９へ供給する際には、リレースイッチ１００Ｅ，１００Ｆが接続された状態で、コントローラ３０からの指令によってトランジスタ１００ＣのゲートにＰＷＭ電圧が印加されるとともに、トランジスタ１００Ｃから出力される電流がリアクトル１０１により平滑化される。
【００３７】
図４は、冷却液循環システム７０について説明するためのブロック図である。図４に示すように、冷却液循環システム７０は、ポンプモータ７１によって駆動されるポンプ７２と、ラジエター７３と、サーボ制御ユニット６０とを含んでいる。ポンプ７２によって循環された冷却液はラジエター７３により放熱され、サーボ制御ユニット６０へ送られる。サーボ制御ユニット６０は、昇降圧コンバータ１００、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ、並びにコントローラ３０を冷却するための配管を有しており、冷却液はこの配管内を循環する。サーボ制御ユニット６０の配管を通過した冷却液は、旋回用電動機２１、電動発電機１２、および変速機１３をこの順に冷却したのち、ポンプ７２からラジエター７３へ戻される。なお、サーボ制御ユニット６０の入口には、冷却液の温度を検出するための温度センサ７７が設けられることが好ましい。更に、検出した温度を表示する表示装置を備えると尚良い。これにより、ラジエター７３が詰まり冷却性能が低下した場合には、温度検出値に基づいて旋回用電動機２１及び電動発電機１２（または、これらのうち一方）の出力を制限することができる。その結果、連続的な運転を可能とすることができ、ショベル１を停止させることなく継続的な作業が可能となる。
【００３８】
ここで、ショベル１は上述のＤＣバス電圧低下モードを備えている。ＤＣバス電圧低下モードとは、ショベルの運転が停止した状態においてＤＣバス１１０の電圧を低下させるための動作モードである。ＤＣバス電圧低下モードでは、インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ、並びに昇降圧コンバータ１００を全て停止させ、昇降圧コンバータ１００とキャパシタ１９との間に設けられたリレースイッチ１００Ｅ及び１００Ｆを非接続状態とする。その後、インバータ回路２０Ｃを駆動してポンプモータ７１を作動させ、ＤＣバス１１０の平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積された電力をポンプモータ７１で消費させることにより、ＤＣバス１１０の電圧を低下させる。
【００３９】
本実施形態では、ＤＣバス電圧低下モードでのＤＣバス１１０の電圧低下処理（電圧抜きと称する）を利用して、ＤＣバス１１０の平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する。本実施形態では、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化の判定は、ショベルの運転停止動作（立ち下げシーケンス）において行なわれる。
【００４０】
図５は、ＤＣバス電圧低下モードにおけるショベルの運転停止動作（立ち下げシーケンス）を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、作業者によって、ショベルの運転を停止するためにイグニッションキー４０が操作される（ステップＳ１１）。本実施形態では、このようにショベルの運転が停止される毎に、コントローラ３０がＤＣバス電圧低下モードを開始する。すなわち、コントローラ３０は、イグニッションキー４０の操作を受けて、旋回用電動機２１を駆動するためのインバータ回路２０Ａ（第１のインバータ）及び電動発電機１２を駆動するためのインバータ回路１８Ａ（第２のインバータ）の駆動を停止する（ステップＳ１２）。これにより、ＤＣバス１１０から旋回用電動機２１及び電動発電機１２への電力供給が停止され、また、旋回用電動機２１及び電動発電機１２からＤＣバス１１０への電力供給が停止される。
【００４２】
以上の処理により、ＤＣバス１１０の電圧を制御する昇降圧コンバータ１００及び冷却用電動機であるポンプモータ７１の駆動インバータ回路２０Ｃ（第３のインバータ）のみが駆動されている状態となる。
【００４３】
次に、コントローラ３０は、昇降圧コンバータ１００のサーボをＯＦＦとして駆動を停止する（ステップＳ１３）。そして、コントローラ３０は、昇降圧コンバータ１００とキャパシタ１９との間のリレースイッチ１００Ｅ及び１００Ｆ（図３参照）を非導通状態とする（ステップＳ１４）。これにより、ＤＣバス１１０からキャパシタ１９が電気的に分離される。そして、コントローラ３０は、エンジン１１のＥＣＵ等に指令を出してエンジン１１を停止させる（ステップＳ１５）。
【００４４】
以上の処理により、ＤＣバス１１０はどこからも電力が供給されない状態に設定され、且つＤＣバス１１０からの電力は、未だ停止されていないインバータ回路２０Ｃ（第３のインバータ）のみに供給可能な状態となる。
【００４５】
このとき、インバータ回路２０Ｃは冷却用電動機であるポンプモータ７１の駆動を続けており、ポンプモータ７１によって冷却液循環システム７０の内部を冷却液が循環し続けている。コントローラ３０は、インバータ回路２０Ｃの駆動を続けて、ポンプモータ７１の動作を継続させた状態で、時間計測を開始する（ステップＳ１６）。
【００４６】
続いて、コントローラ３０は、図３に示す電圧検出器１１０ｂによって検出されるＤＣバス１１０の電圧（ＤＣバス電圧Ｖｄｃ）が所定値Ｖｔｈ以下となったか否かを判定する（ステップＳ１７）。電圧検出器１１０ｂによって検出されるＤＣバス電圧Ｖｄｃが所定値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１７の処理を繰り返す。すなわち、ＤＣバス１１０の電圧が所定値Ｖｔｈより大きいときは、インバータ回路２０Ｃの駆動は継続され、ポンプモータ１７は継続して運転される。
【００４７】
上述の所定値Ｖｔｈは、例えば「人体が著しく濡れている状態、または金属製の電気機械設備や構造物人体の一部が常時接触している状態」でも安全とされる２５Ｖとすることができる（定圧電路地路保護指針（日本電気協会））。所定値Ｖｔｈをこのような電圧に設定することで、ショベルの運転を停止するときに、ＤＣバス電圧Ｖｄｃを人体に対して安全な電圧まで下げておくことができる。ただし、所定値Ｖｔｈは２５Ｖに限定されるものではなく、ＤＣバス電圧Ｖｄｃの目標電圧より低い適当な電圧値であればよい。
【００４８】
続いて、ＤＣバス電圧Ｖｄｃが所定値Ｖｔｈ以下になると（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、コントローラ３０は、ステップＳ１６で開始した時間計測を終了し、インバータ回路２０Ｃの駆動を停止する（ステップＳ１８）。これにより、ポンプモータ７１の動作が停止してＤＣバス電圧低下モードが終了する。すなわち、インバータ回路２０Ｃの駆動は、図３に示す電圧検出器１１０ｂによって検出されるＤＣバス電圧Ｖｄｃが所定値Ｖｔｈ以下となるまで継続される。
【００４９】
続いて、コントローラ３０は、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する処理を行なう（ステップＳ１９）。この処理では、ステップＳ１８で時間計測を終了した時点での計測時間Ｔｍｓｒが所定の所要時間（劣化判定時間）Ｔｅｒｒ以下であるか否かが判定される。
【００５０】
所要時間Ｔｍｓｒが劣化判定時間Ｔｅｒｒより大きい場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、平滑用コンデンサ１１０ａは劣化していないと判定して、運転停止動作は終了する。一方、所要時間Ｔｍｓｒが劣化判定時間Ｔｅｒｒ以下である場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していると判定して、処理はステップＳ２０に進む。
【００５１】
ステップＳ２０では、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していることを作業者に通知する異常通知が行なわれる。具体的には、例えばショベル１の運転室１０にあるモニタに、平滑用コンデンサの劣化を表示する。あるいは、運転室１０内で警報音を鳴らして作業者に通知してもよく、平滑用コンデンサが劣化しているというアナウンスを運転室１０内のスピーカから流してもよい。ステップＳ２０で異常通知が行なわれた後、運転停止動作は終了する。
【００５２】
ここで、上述の劣化判定処理について、図６を参照しながら説明する。本実施形態では、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積されている電力量が所定値まで低下するのに要した時間がどのくらいであったかを調べることで、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化判定を行なう。平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積されている電力量は、ＤＣバス電圧Ｖｄｃの二乗に比例するので、ＤＣバス電圧Ｖｄｃが所定値まで低下するのに要した時間がどのくらいであったかを調べることで、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化判定を行なうことができる。
【００５３】
図６のグラフは、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積された電力を消費させながらＤＣバス電圧Ｖｄｃを低下させる際の、時間の経過に伴うＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化を示している。図６において、実線は平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していないとき（正常時）のＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化を示し、一点鎖線は平滑用コンデンサ１１０ａの静電容量が低下しているとき（すなわち、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化しているとき）のＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化を示す。
【００５４】
平滑用コンデンサ１１０ａの端子間電圧はＤＣバス１１０の電圧（ＤＣバス電圧Ｖｄｃ）に等しい。コンデンサの蓄積電力量は端子間電圧の二乗に比例するから、ＤＣバス電圧Ｖｄｃは平滑用コンデンサ１１０ａの蓄電量を表しているといえる。ここで、ＤＣバス１１０からの電力でポンプモータ７１を（水ポンプ）駆動してＤＣバス電圧Ｖｄｃが一定の目標電圧から所定値Ｖｔｈまで低下するまでの所要時間を考える。この所要時間は、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられている電力量（電荷量）により変化する。平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられている電力量が多いときには所要時間は長くなり、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられている電力量が少ないときには所要時間は短くなる。
【００５５】
平滑用コンデンサ１１０ａを使用していると、時間の経過とともにその静電容量（蓄積できる電力量）は、使用開始時の初期値から低下していく。したがって、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化しているとき（静電容量が低下している異常時）の端子間電圧（すなわち、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ）が一定の目標電圧から所定値Ｖｔｈまで低下するまでにかかる所要時間Ｔｅｒｒは、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していないとき（静電容量が低下していない正常時）の端子間電圧（すなわち、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ）が一定の目標電圧から所定値Ｖｔｈまで低下するまでにかかる所要時間Ｔｎｏｒより短くなる。
【００５６】
図６において、平滑用コンデンサ１１０ａが正常時のＤＣバス電圧変化は実線で示されている。時刻ｔ１においてコンバータの駆動が停止されてＤＣバス１１０の電圧制御が停止されると、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積されている電力がポンプモータ（水ポンプ）７１に供給されるので、ＤＣバス電圧Ｖｄｃは低下し始める。ポンプモータ（水ポンプ）７１が継続して駆動されると、ＤＣバス電圧Ｖｄｃも継続して低下し、時刻ｔ２を過ぎて時刻ｔ３になった時点で、所定値Ｖｔｈまで低下する。時刻ｔ１から時刻ｔ３までの時間が上述の所要時間Ｔｎｏｒに相当する。
【００５７】
一方、平滑用コンデンサ１１０ａが異常時のＤＣバス電圧変化は一点鎖線で示されている。時刻ｔ１においてコンバータの駆動が停止されてＤＣバス１１０の電圧制御が停止されると、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積されている電力がポンプモータ（水ポンプ）７１に供給されるので、ＤＣバス電圧Ｖｄｃは低下し始める。ポンプモータ（水ポンプ）７１が継続して駆動されると、ＤＣバス電圧Ｖｄｃも継続して低下し、時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ２になった時点で、所定値Ｖｔｈまで低下してしまう。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が上述の所要時間（劣化判定時間）Ｔｅｒｒに相当する。
【００５８】
したがって、ＤＣバス電圧Ｖｄｃが所定値Ｖｔｈまで低下するまでにかかった時間を、劣化時の所要時間（劣化判定時間）Ｔｅｒｒと比較することで、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化しているか否かを判定することができる。すなわち、上述のステップＳ１８で得られた計測時間Ｔｍｓｒが、劣化判定時間Ｔｅｒｒより長ければ、平滑用コンデンサ１１０ａは劣化していないと判定することができる。また、上述のステップＳ１８で得られた計測時間Ｔｍｓｒが、劣化判定時間Ｔｅｒｒ以下であれば、平滑用コンデンサ１１０ａは劣化している判定することができる。
【００５９】
劣化判定時間Ｔｅｒｒは、劣化したと認められる平滑用コンデンサ１１０ａを用いて予め決定しておく。あるいは、平滑用コンデンサ１１０ａの静電容量が初期値から所定の割合（パーセント）だけ低下したときを劣化と判断し、平滑用コンデンサ１１０ａが初期状態のときに計測される計測時間Ｔｍｓｒから上記所定の割合を減じた時間を、劣化判定時間Ｔｅｒｒとして用いてもよい。劣化判定時間Ｔｅｒｒは他の様々な方法で適宜決定することができる。
【００６０】
次に、上述の劣化判定の変形例について、図７を参照しながら説明する。この変形例では、図６に示すように平滑用コンデンサ１１０ａの端子間電圧（すなわち、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ）が所定値Ｖｔｈに低下するまでの所要時間（電圧変化の時間）に基づいて劣化を判定するのではなく、図７に示すようにＤＣバス電圧Ｖｄｃが低下し始めてから所定の時間が経過するまでの間のＤＣバス電圧Ｖｄｃの減少量（電圧の変化）に基づいて劣化を判定する。
【００６１】
平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していると、劣化していない場合に比較し、同じ端子間電圧において蓄積されている電力量（蓄電量）は減少している。したがって、劣化している平滑用コンデンサ１１０ａと劣化していない平滑用コンデンサ１１０ａとが、同じ端子間電圧から同じ放電電流で放電すると、劣化している平滑用コンデンサ１１０ａの端子間電圧のほうが蓄電量が少ない分だけはやく低下する。換言すると、同じ時間だけ放電したとすると、劣化している平滑用コンデンサ１１０ａの端子間電圧のほうが蓄電量が少ない分だけ低くなる。
【００６２】
図７のグラフは、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積された電力を消費させながらＤＣバス電圧Ｖｄｃを低下させる際の、時間の経過に伴うＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化を示している。図７において、実線は平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していないとき（正常時）のＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化を示し、一点鎖線は平滑用コンデンサ１１０ａの静電容量が低下しているとき（すなわち、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化しているとき）のＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化を示す。
【００６３】
ここで、ＤＣバス１１０からの電力でポンプモータ７１（水ポンプ）を所定時間Ｔｓｅｔだけ駆動したときのＤＣバス電圧Ｖｄｃの低下量を考える。ＤＣバス電圧Ｖｄｃの低下量は、最初に平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられている電力量（電荷量）により変化する。平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられている電力量が多いときは、ＤＣバス電圧Ｖｄｃの低下量は少なくなり、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられている電力量が少ないときはＤＣバス電圧Ｖｄｃの低下量は多くなる。
【００６４】
平滑用コンデンサ１１０ａを使用していると、時間の経過とともにその静電容量（蓄積できる電力量）は、使用開始時の初期値から低下していく。したがって、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化しているとき（静電容量が低下している異常時）に所定時間Ｔｓｅｔだけ放電した後の端子間電圧（すなわち、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ：正常時電圧Ｖｎｏｒ）は、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していないとき（静電容量が低下していない正常時）に所定時間Ｔｓｅｔだけ放電した後の端子間電圧（すなわち、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ：異常時電圧Ｖｅｒｒ）より低くなる。
【００６５】
そこで、平滑用コンデンサ１１０ａを所定時間Ｔｓｅｔだけ放電した後のＤＣバス電圧Ｖｄｃが異常時電圧Ｖｅｒｒより高い場合は、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化度は小さく、劣化していないと判定することができる。一方、平滑用コンデンサ１１０ａを所定時間Ｔｓｅｔだけ放電した後のＤＣバス電圧Ｖｄｃが異常時電圧Ｖｅｒｒ以下の場合は、劣化していると判定することができる。
【００６６】
したがって、本変形例による劣化判定を行なう運転停止動作（立ち下げシーケンス）は図８に示すフローチャートとなる。図８において、ステップＳ１６での時間計測開始までは、図５に示す処理と同じであり、同じステップ番号を付してその説明は省略する。
【００６７】
ステップＳ１６で時間計測が開始されると、計測時間が所定時間Ｔｓｅｔ以上となったか否かが判定される（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の処理で計測時間が所定時間Ｔｓｅｔ以上となったと判定されたら（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、ステップＳ１６で開始した時間計測を終了し、インバータ回路２０Ｃの駆動を停止する。これにより、ポンプモータ７１の動作が停止してＤＣバス電圧低下モードが終了する。
【００６８】
続いて、コントローラ３０は、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する処理を行なう（ステップＳ３１）。ステップＳ３１では、所定時間ＴｓｅｔとなったときのＤＣバス電圧Ｖｄｃと劣化判定電圧Ｖｅｒｒとを比較する。そして、所定時間ＴｓｅｔとなったときのＤＣバス電圧Ｖｄｃが劣化判定電圧Ｖｅｒｒ以下である場合に、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していると判定する。
【００６９】
以上のように、上述の実施形態及び変形例によれば、ショベルの運転停止動作（立ち下げシーケンス）において、平滑コンデンサの電圧の変化と変化の時間に基づいて、平滑コンデンサの異常（劣化）を容易に判定することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、ポンプモータ７１を駆動することによってＤＣバス１１０の電圧を低下させているが、サーボ制御ユニット６０に設けられた冷却用ファン（図示せず）を回転させることによってＤＣバス１１０の電圧を低下させてもよく、これらの方式を併用してもよい。具体的には、冷却用ファンを駆動するためのモータ（すなわち冷却用電動機）を駆動する回路（冷却用電動機駆動回路）をＤＣバス１１０と該モータとの間に設け、この回路をコントローラ３０が制御する構成とする。そして、ＤＣバス電圧低下モードにおいて、コントローラ３０が上記回路によってモータを回転させることにより、ＤＣバス１１０の電圧が消費される。また、冷却用ファンは、インバータユニット（インバータ回路１８Ａ及び２０Ａ）、昇降圧コンバータユニット（昇降圧コンバータ１００）、及びコントロールユニット（コントローラ３０）のうち少なくとも一つに内蔵されていればよい。
【００７１】
また、ポンプモータ７１を駆動することによってＤＣバス電圧低下モードにおいてＤＣバス１１０の電圧を低下させる代わりに、例えばブーム回生用モータを駆動することによって、ＤＣバス電圧低下モードにおいてＤＣバス１１０の電圧を低下させることとしてもよい。図９はブーム回生を行なうショベルの電気系統及び油圧系統を含む内部構成を示すブロック図である。図９において、図２に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００７２】
図９に示す構成において、ブーム回生電力を得るためのブーム回生用モータ３００（電動発電機３００とも称する）がインバータ１８Ｃを介して蓄電系１２０に接続されている。電動発電機３００は、ブームシリンダ７から吐出される作動油により駆動される油圧モータ３１０によって駆動される。電動発電機３００は、ブーム４が重力に従って下げられるときにブームシリンダ７から吐出される作動油の圧力を利用して、ブーム４の位置エネルギを電気エネルギに変換する。なお、図９において、説明の便宜上、油圧モータ３１０と電動発電機３００は離れた位置に示されているが、実際には、電動発電機３００の回転軸は油圧モータ３１０の回転軸に機械的に接続されている。
【００７３】
油圧モータ３１０は、ブーム４が下げられるときにブームシリンダ７から吐出される作動油によって回転されるように構成されており、ブーム４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の間の油圧配管７Ａに設けられており、上部旋回体３内の適当な場所に取り付けることができる。電動発電機３００で発電された電力は、回生電力としてインバータ１８Ｃを経て蓄電系１２０に供給される。電動発電機３００とインバータ１８Ｃとで負荷駆動系が構成される。
【００７４】
図９に示す構成のショベルにおいて、運転停止動作（立ち下げシーケンス）を行なうときにＤＣバス１１０の電圧を低下させるために駆動するポンプモータ７１の代わりに、ブーム回生用モータ３００を用いることもできる。すなわち、平滑用コンデンサに蓄積されている電力をインバータ１８Ｃを介してブーム回生用モータ３００に供給することで、ＤＣバス電圧Ｖｄｃを低下させる。この場合、ブーム回生用モータ３００により駆動される油圧モータ３１０が吐出する作動油を、ブームシリンダ７を経由せずにタンク等に戻すための油圧回路を設けることとなる。
【００７５】
以上のように、ＤＣバス１１０の電圧を低下させるために駆動する電気負荷は、ポンプモータ７１に限られず、上述のように冷却ファンやブーム回生用モータ、さらには、電動発電機１２等の他の電気負荷であってもよい。
【００７６】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００７７】
他の実施形態では、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化の判定をショベルの運転開始動作（立ち上げシーケンス）において行なう。ショベルの運転開始動作（立ち上げシーケンス）では、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９からＤＣバスに電力が供給され、ＤＣバス電圧Ｖｄｃをキャパシタ１９と同じ電圧まで上昇させる。すなわち、ＤＣバス１１０に設けられた平滑用コンデンサ１１０ａは、その端子間電圧がキャパシタ１９と同じ電圧となるように蓄電（充電）される。本実施形態では、この充電時の端子間電圧の上昇（すなわち、ＤＣバス電圧Ｖｄｃの変化）を利用して、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する。
【００７８】
図１０は、平滑用コンデンサ１１０ａを充電する際の平滑用コンデンサ１１０ａに流れる電流ＩとＤＣバス電圧Ｖｄｃの時間的変化を示すグラフである。ショベルの運転開始動作（立ち上げシーケンス）が開始される前のＤＣバス電圧をＶｄｃ（ｔ１）とする。ＤＣバス電圧Ｖｄｃ（ｔ１）は、ショベルの運転停止動作（立ち下げシーケンス）において電圧抜きが行なわれて、十分低い電圧となっているものとする。運転開始動作（立ち上げシーケンス）では、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ（ｔ１）がキャパシタ１９と同じ電圧（ＤＣバス電圧Ｖｄｃ（ｔ２））となるように平滑用コンデンサ１１０ａに充電電流が供給される。図１０に示すグラフにおいて、ＤＣバス電圧Ｖｄｃの時間的変化が実線で示され、充電電流Ｉの変化が一点鎖線で示されている。
【００７９】
充電電流Ｉが流れることによりＤＣバス１１０（すなわち、平滑用コンデンサ１１０ａ）に流れ込んだ電荷量Ｑｉは、充電電流Ｉｃを積分することで求められる（Ｑｉ＝∫Ｉｃ（ｔ）ｄｔ）。一方、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄えられた電荷量ＱｃはＱｃ＝Ｃ０×｛Ｖｄｃ（ｔ２）−Ｖｄｃ（ｔ１）｝で求められる。ここで、Ｃ０は平滑用コンデンサ１１０ａが初期状態のときの静電容量（初期値）である。
【００８０】
充電電流Ｉから求められる電荷量Ｑｉは、実際に平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積された電荷量に等しい。ところが、ＤＣバス電圧Ｖｄｃから求められた電荷量Ｑｃは、そのときの静電容量が初期値Ｃ０に等しいと仮定したときに求められる値であり、実際は劣化度により変化する。例えば、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化すると、その静電容量Ｃは、初期値Ｃ０より小さな劣化値Ｃ１となる。したがって、静電容量が劣化値Ｃ１であるのにもかかわらず、Ｃ１より大きな初期値Ｃ０と仮定して上述の演算式により求められた電荷量Ｑｃは、初期値Ｃ０のほうが劣化値Ｃ１より大きい分だけ実際の値より大きくなってしまう。
【００８１】
そこで、本実施形態では、充電電流Ｉから求めた電荷量Ｑｉ（実際に蓄積された電荷量）と、ＤＣバス電圧Ｖｄｃから求めた電荷量Ｑｃ（劣化していないと仮定して求めた電荷量）とを比較することによって、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する。すなわち、充電電流Ｉｃから求めた電荷量ＱｉとＤＣバス電圧Ｖｄｃから求めた電荷量Ｑｃとが等しい場合は、平滑用コンデンサ１１０ａの静電容量は初期値Ｃ０であり、劣化していないと判定することができる。一方、ＤＣバス電圧Ｖｄｃから求めた電荷量Ｑｃが、充電電流Ｉから求めた電荷量Ｑｉより大きくなる場合、平滑用コンデンサ１１０ａの静電容量が初期値Ｃ０よりも小さくなっているためであり、平滑用コンデンサ１１０ａは劣化していると判定することができる。
【００８２】
以上のようにショベルの運転開始動作（立ち上げシーケンス）において平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定するためには、運転開始時にキャパシタ１９から平滑用コンデンサ１１０ａに流れる充電電流Ｉを測定するための電流検出器を設ける必要がある。
【００８３】
図１１は、ショベルの運転開始動作（立ち上げシーケンス）において平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する際に用いられる蓄電装置１２０の内部構成を示す図である。図１１において、図３に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００８４】
図１１において、昇降圧コンバータ１００の回路にも、リレースイッチ１０２Ａ，１０２Ｂが設けられており、昇降圧コンバータ１００とキャパシタ１９の間を遮断できるようになっている。リレースイッチ１０２Ａとリアクトル１０１の間には、電流検出器１０３と抵抗１０４が直列に接続される。また、抵抗１０４をバイパスする回路が形成され、その回路の途中にリレースイッチ１０５が設けられている。
【００８５】
電流検出器１０３は、キャパシタ１０９からリアクトル１０１及びトランジスタ１００Ｃを通って平滑用コンデンサ１１０ａに流れ込む充電電流Ｉｃを測定するために設けられている。抵抗１０４は、リレー１０２Ａ，１０２Ｂを接続した際に流れる電流を小さくするために設けられる。仮に、ＤＣバスの電圧値が０Ｖの際に、リレー１０２Ａ，１０２Ｂを接続すると、大きな電流が流れてしまい、機器を損傷するおそれがある。このため、リレー１０５を開放し、電流が抵抗１０４を流れるようにする。これにより、ＤＣバスへ流れる電流を小さくすることができる。その後、ＤＣバス電圧Ｖｄｃ（ｔ１）がキャパシタ１９と同じ電圧になると、リレー１０５を閉じ、抵抗１０４へ電流が流れることを防止する。これにより抵抗１０４の損傷を防止することができる。
【００８６】
次に、ショベルの運転開始動作（立ち上げシーケンス）において平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を判定する処理について、図１２を参照しながら説明する。
【００８７】
エンジン始動（キーＯＮ）を検出すると、立ち上シーケンスが開始される。以下の立ち上げシーケンスは、ショベルの制御部であるコントローラ３０により行なわれるが、コントローラ３０以外に専用の制御部を設けてもよい。
【００８８】
まず、電圧検出器１１０ｂによりＤＣバス初期電圧Ｖｄｃ（ｔ１）が測定される（ステップＳ４１）。次に、キャパシタ１９を切り離していたリレースイッチ１００Ｅ，１００Ｆが閉にされる（ステップＳ４２）。続いて、昇降圧コンバータ１００のリレースイッチ１０２Ａ，１０２が閉にされる（ステップＳ４３）。このとき、抵抗１０４を短絡するためのリレースイッチ１０５は開いたままであり、抵抗１０４は短絡されていない。
【００８９】
以上の処理で、キャパシタ１９とＤＣバス１１０が電気的に接続され、ショベルの運転停止時に電圧抜きが行なわれて空になっていた平滑用コンデンサ１１０ａにキャパシタ１９から充電電流Ｉｃが流れる。
【００９０】
ステップＳ４３で昇降圧コンバータ１００のリレースイッチ１０２Ａ，１０２が閉にされると、平滑用コンデンサ１１０ａに蓄積される電荷Ｑｉの算出が開始される（ステップＳ４４）。電荷Ｑｉの算出は、充電電流Ｉｃの値を積算することで行なわれる（Ｑｉ（ｔ）＝Ｑｉ（ｔ−１）＋Ｉｃ（ｔ）×Δｔ））。ここで、Δｔはサンプリング時間である。
【００９１】
続いて、平滑用コンデンサ１１０ａの充電が完了したか否かが判定される（ステップＳ４５）。充電完了は、充電電流Ｉｃが流れなくなったか否か、すなわちＩｃ（ｔ）がゼロになったか否かにより判定することができる。充電が完了していない場合は、処理はステップＳ４４に戻り、電荷Ｑｉの算出を継続する。ステップＳ４５において充電が完了したと判定されると、電圧検出器１１０ｂによりＤＣバス充電完了電圧Ｖｄｃ（ｔ２）が測定される（ステップＳ４６）。
【００９２】
次に、ステップＳ４７において、ＤＣバス初期電圧Ｖｄｃ（ｔ１）とＤＣバス充電完了電圧Ｖｄｃ（ｔ２）とを用いて、平滑用コンデンサ１１０ａに充電した電荷Ｑｃが算出される（Ｑｃ＝Ｃ０×｛Ｖｄｃ（ｔ２）−Ｖｄｃ（ｔ１）｝）。
【００９３】
続いて、ステップＳ４８において、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化の判定が行なわれる。劣化の判定は、ステップＳ４４で求めた充電完了時の電荷Ｑｉにマージンαを加えた値が、ステップＳ４７で算出した電荷Ｑｃより小さいか否かを判定することで行なわれる（（Ｑｉ＋α）＜Ｑｃ？）。平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していなければ、充電電流Ｉｃから求めた電荷ＱｉとＤＣバス電圧から演算した電荷Ｑｃとは等しくなるはずである。平滑用コンデンサ１１０ａの劣化が進むと、その静電容量Ｃが小さくなるので、蓄積可能な電荷は少なくなる。このため、上述のように、ＤＣバス電圧から演算した電荷Ｑｃの値は、実際に蓄積された電荷より大きくなる。したがって、実際に蓄積された電荷Ｑｉにマージンαを加えた値と、ＤＣバス電圧から演算した電荷Ｑｃとを比較することで、劣化を判定することができる。ここで、マージンαは劣化の判定基準となる値である。劣化が進むにしたがって静電容量Ｃは徐々に小さくなっていくので、静電容量がある規準値を超えて低下したら劣化と判定するために、電荷Ｑｉにマージンαが加算される。マージンαは劣化の許容範囲を決定する基準値となる。
【００９４】
ステップＳ４８において（Ｑｉ＋α）＜Ｑｃであると判定された場合（Ｓ４８のＹＥＳ）、劣化は許容範囲を超えたとして、処理はステップＳ４９に進む。ステップＳ４９では、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していることを作業者に通知する異常通知が行なわれる。具体的には、例えばショベル１の運転室１０にあるモニタに、平滑用コンデンサ１１０ａの劣化を表示する。あるいは、運転室１０内で警報音を鳴らして作業者に通知してもよく、平滑用コンデンサが劣化しているというアナウンスを運転室１０内のスピーカから流してもよい。
【００９５】
異常通知を行なった後、昇降圧コンバータ１００のリレースイッチ１０５が閉とされる（ステップＳ５０）。これにより、抵抗１０４は短絡され、キャパシタ１９から通常の電流をＤＣバス１１０（平滑用コンデンサ１１０ａ）に流すことができるようになる。そして、ＤＣバス電圧制御が開始され（ステップＳ５１）、続いて、電動発電機１２（アシストモータ）の発電が開始される（ステップＳ５２）。ステップＳ４１以降の処理は、通常のショベルの運転開始動作である。本実施形態では、平滑用コンデンサ１１０ａが劣化していても、ショベルの運転に重大な問題は発生しないとして、異常通知を行なうだけでショベルの運転を継続することとしている。ただし、劣化判定時の処理はこれに限られず、適宜設定することができる。
【００９６】
一方、ステップＳ４８において（Ｑｉ＋α）＜Ｑｃではない判定された場合（Ｓ４８のＮＯ）は、劣化は許容範囲を超えていないとして、処理はステップＳ４９をスキップしてステップＳ５０に進み、通常のショベルの運転開始動作に移行する。
【００９７】
本発明はバケットを有するショベルに限られるものではなく、例えば、ホイルローダやクレーン等の他の作業機械にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  走行機構
２  旋回機構
３  上部旋回体
４  ブーム
５  アーム
６  バケット
１０  運転室
１１  エンジン
１２  電動発電機
１４  メインポンプ
１８Ａ，１８Ｃ，２０Ａ，２０Ｃ  インバータ回路
１９  キャパシタ
２１  旋回用電動機
２４  旋回減速機
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
６０  サーボ制御ユニット
１００  昇降圧コンバータ
１００Ｂ，１００Ｃ  トランジスタ
１００Ｅ，１００Ｆ  リレースイッチ
１０１  リアクトル
１０２Ａ，１０２Ｂ  リレースイッチ
１０３  電流検出器
１０４  抵抗
１０５  リレースイッチ
１１０  ＤＣバス
１１０ｂ  電圧検出器
１２０  蓄電装置
【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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