WO2012039100A1

WO2012039100A1 - 建設機械

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Publication number: WO2012039100A1
Application number: PCT/JP2011/004995
Authority: WO
Inventors: 山▲崎▼　洋一郎
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2013-03-24
Also published as: EP2620556A4; CN103119227B; US20130164109A1; EP2620556B1; EP2620556A1; JP5353849B2; US8855872B2; JP2012067516A; CN103119227A

Abstract

著しいコストの上昇及び設備スペースの増大を伴うことなく駆動アシスト用及び回生用の前記蓄電器の端子間電圧を有効に低下させることが可能な建設機械を提供する。この建設機械は、駆動側と回生側とに作動可能な作業装置と、操作を受けて作業装置についての作動指令を出力する操作装置１６と、油圧モータ７を駆動源として含み、作業装置を駆動する油圧ユニットと、駆動源としての電動機１１及びこの電動機１１の電源として機能する蓄電器２３を含み、油圧ユニットによる作業装置の駆動をアシストする電動ユニットと、操作装置１６が駆動側に操作された時に前記蓄電器の電力により前記油圧ユニットをアシストさせ、操作装置１６が回生側に操作された時に電動機１１に回生電力を生成させ蓄電器２３に充電電力として供給させる制御装置２４，２５と、蓄電器２３の放電を指令する放電指令器２６と、を備える。制御装置２４，２５は、放電が指令された場合、駆動側の操作がされた時に電動機１１を駆動して蓄電器２３の端子間電圧を低下させ、回生側の操作された時に油圧ユニットのみによって作業装置を減速・停止させる。

Description

建設機械

　本発明は、作業装置を駆動するための駆動ユニットとして油圧ユニットと電動ユニットを併有するショベル等の建設機械に関する。

　本発明の背景技術を図４に示すショベルを例にとって説明する。このショベルは、クローラ式の下部走行体１と、その上に地面に対して鉛直な軸Ｏのまわりに旋回自在に搭載される上部旋回体２と、この上部旋回体２に装着される作業アタッチメント３と、前記上部旋回体２を旋回させるための図５に示すような旋回駆動ユニットとを備え、この旋回駆動ユニットとして、油圧モータを駆動源とする油圧ユニットと、電動機を駆動源とする電動ユニットとを併有する（特許文献１参照）。

　図５は前記ショベルの旋回駆動に関する部分を示す。前記下部走行体１は走行フレーム４を有し、前記上部旋回体２は前記走行フレーム４上に旋回軸受６を介して搭載されるアッパーフレーム５を有する。前記旋回軸受６は、互いに相対回転可能な内環６ａと外環６ｂとを有し、内環６ａが走行フレーム４に固定され、外環６ｂがアッパーフレーム５に固定される。前記旋回駆動ユニットＵは、前記アッパーフレーム５を前記軸Ｏのまわりに旋回駆動する。

　旋回駆動ユニットＵは、油圧ユニットＵ１と電動ユニットＵ２とによって構成される。油圧ユニットＵ１は、駆動源としての油圧モータ７と、この油圧モータ７の回転力を減速する減速機８と、この減速機８の出力軸に取付けられたピニオン９とを含む。このピニオン９は、前記旋回軸受６の内環６ａに固定された内歯車（旋回歯車）１０と歯合して前記油圧モータ７の回転力をアッパーフレーム５に旋回駆動力として伝える。電動ユニットＵ２は、駆動源としての電動機１１と、この電動機１１の回転力を減速する減速機１２と、この減速機１２の出力軸に取付けられたピニオン１３とを含み、ピニオン１３が前記油圧ユニットＵ１のピニオン９の位置と周方向に異なる位置で前記内歯車１０に歯合する。電動ユニットＵ２の電動機１１は、前記上部旋回体２の旋回駆動時、すなわち、当該上部旋回体２にその旋回方向と同方向のトルクを与える時であって例えば旋回加速時や上り旋回中にその旋回速度を維持する時、油圧ユニットＵ１をアシストする一方、旋回制動時には発電機として作用し、その回生電力を蓄電器に充電する。

　図６は、両ユニットＵ１，Ｕ２に係る油圧回路及び電気回路を示す。これらの回路は、エンジン１５によって駆動されることにより作動油を吐出する油圧ポンプ１４と、操作されるレバーを有する旋回リモコン弁１６と、この旋回リモコン弁１６によって操作されるパイロット式のコントロールバルブ１７とを含む。前記油圧ポンプ１４の吐出油は、前記コントロールバルブ１７を通じて油圧モータ７に供給され、これにより油圧モータ７を回転させる。

　具体的に、前記旋回リモコン弁１６が左または右に加速操作すなわち旋回駆動側に操作されると、油圧モータ７が操作量に応じた速度で回転して上部旋回体２を旋回駆動する。一方、旋回リモコン弁１６が中立位置側に操作されると旋回停止または減速のために図示しない油圧ブレーキ弁が作動して上部旋回体２の旋回を制動する。さらに、この回路は、油圧ポンプ１４の吐出側に位置する図示しないリリーフ弁を有し、このリリーフ弁は、旋回加速時及び減速時における余剰油をタンクに逃がす。

　前記回路は、さらに、旋回リモコン弁１６がそのレバーの操作量に対応して出力するパイロット圧Ｐａを検出するパイロット圧センサ１８及び１９と、旋回作動圧を求めるために油圧モータ７の両側圧力Ｐ_Ａ及びＰ_Ｂを検出する（旋回作動圧はＰ_Ａ－Ｐ_Ｂ）モータ圧センサ２０及び２１と、コントローラ２２と、バッテリ（二次電池）やキャパシタ（電気二重層コンデンサ）を含む蓄電器２３と、インバータ２４と、を備える。各センサ１８～２１は検出信号を生成して前記コントローラ２２に入力する。前記蓄電器２３は、前記電動機１１の電源としてこれに電源を供給する。インバータ２４は、コントローラ２２とともに制御装置を構成し、旋回加速トルク、旋回減速トルク等を制御する。

　この回路において、前記コントローラ２２は、パイロット圧センサ１８，１９からの信号に基づく旋回リモコン弁１６のレバーの操作の有無の判断、両パイロット圧の差に相当する旋回作動圧に基づく旋回方向、旋回速度、加速または減速の要求トルクの算出、旋回加速／定常／減速の判別等を行い、その結果に基づいてインバータ２４に制御信号を入力する。インバータ２４は、当該制御信号に基づいて電動機１１に指令を出す。具体的に、求められた加速要求トルクが設定値を上回る場合、電動機１１には、旋回アシストのための加速トルクの生成の指令が入力される。旋回速度が定常速度または設定速度になったとき、あるいは加速要求トルクが設定値以下に下がったときは、電動機１１には、加速トルク出力の停止及び慣性力で回転しながらの発電機としての動作の指令が入力される。旋回減速・停止時にも同様の回生指令が入力される。電動機１１は、その生成した回生電力を蓄電器２３に充電電力として供給する、すなわち蓄電する。

　このショベルでは、電動ユニットＵ２による油圧ユニットＵ１のアシストが行われるから、全体として必要な最大トルクは確保しながら、電動ユニットＵ２のアシスト分を調整することにより、必要かつ十分なトルクを発生させることができる。このことは、省エネルギー、及び、過剰トルクによるハンチングの発生の防止といった利点を生む。

　しかし、このタイプの建設機械には次のような課題がある。前記電動ユニットＵ２は高出力が求められるため、その電源となる蓄電器２３には、端子間電圧が比較的高い（数百ボルト）ものが用いられる。従って、蓄電器２３の交換時や廃棄時といった、蓄電器２３を直接取り扱う作業時すなわち非定常作業時には、作業員の安全を確保するためにその端子間電圧を安全値、具体的には零レベルまたは安全な低電圧値、まで低下させるように放電する必要がある。

　この点に関する技術として、特許文献２には、ハイブリッド建設機械において、放電指令に基づいて発電電動機を負荷（発電機）として作用させ、蓄電器電力を放出させることが開示されている。これと同様にして、図５，６に示された回路では、蓄電器２３から電動機１１に通電して実際に旋回作動を行わせることで放電することが可能であるが、その旋回の停止の際には回生作用が働くため、その回生電力を蓄電器２３に蓄電させないために電動機制御回路中に抵抗器を設けて当該電力を熱として消費させる必要がある。さらに、この熱抵抗が大きい場合には冷却が必要となる。これらのことは、コストの低減及び設備スペースの減縮の妨げとなる。

特開２００５－２９０８８２号公報特開２００９－２６８２２２号公報

　本発明は、作業装置と、これを動かすための駆動ユニットとを備え、当該駆動ユニットとして油圧ユニットと電動ユニットとを併有し、前記電動ユニットが蓄電器を有する建設機械であって、著しいコストの上昇及び設備スペースの増大を伴うことなく前記蓄電器の端子間電圧を有効に低下させることが可能な建設機械を提供することを目的とする。

　本発明が提供する建設機械は、駆動側と回生側とに作動可能な作業装置と、操作を受けてその操作内容に応じて作業装置についての作動指令を出力する操作装置と、油圧モータを駆動源として含み、前記操作装置の操作に基づいて前記作業装置を駆動する油圧ユニットと、駆動源としての電動機及びこの電動機の電源として機能する蓄電器を含み、前記油圧ユニットによる前記作業装置の駆動をアシストする電動ユニットと、前記操作装置が前記作業装置を駆動側に作動させるための操作を受けた時に前記蓄電器の電力により前記電動機が前記油圧ユニットをアシストするように作動するように前記電動ユニットを作動させ、前記操作装置が前記作業装置を回生側に作動させるための操作を受けた時に前記電動機が回生電力を生成して前記蓄電器に充電電力として供給するように前記電動ユニットを作動させる制御装置と、前記蓄電器の放電を指令する放電指令器と、を備える。前記制御装置は、前記放電指令器が放電を指令した場合、前記操作装置が駆動側に操作された時に前記電動機を駆動して前記蓄電器の端子間電圧を低下させ、前記操作装置が回生側に操作された時に前記電動ユニットでは前記回生電力を生成させずに前記油圧ユニットのみによって作業装置を減速・停止させる。

本発明の第１実施形態にかかるショベルに搭載される回路を示す図である。前記ショベルで行われる制御動作を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態にかかるショベルで行われる制御動作を示すフローチャートである。本発明の適用対象例であるショベルの概略側面図である。旋回駆動ユニットとして油圧ユニットと電動ユニットを併用するショベルの旋回駆動部分を示す一部断面側面図である。旋回駆動に係る従来の回路の例を示す図である。

　本発明の第１の実施の形態を図１及び図２を参照しながら説明する。

　この実施の形態は、図４及び図５に示されるショベルに本発明が適用されたものである。すなわち、この実施の形態に係るショベルは、クローラ式の下部走行体１と、その上に地面に対して鉛直な軸Ｏのまわりに旋回自在に搭載される上部旋回体２と、この上部旋回体２に装着される作業アタッチメント３と、前記上部旋回体２を旋回させるための図５に示すような旋回駆動ユニットとを備え、この旋回駆動ユニットとして、油圧モータを駆動源とする油圧ユニットと、電動機を駆動源とする電動ユニットとを併有する。前記下部走行体１は走行フレーム４を有し、前記上部旋回体２は前記走行フレーム４上に旋回軸受６を介して搭載されるアッパーフレーム５を有する。前記旋回軸受６は、互いに相対回転可能な内環６ａと外環６ｂとを有し、内環６ａが走行フレーム４に固定され、外環６ｂがアッパーフレーム５に固定される。前記旋回駆動ユニットＵは、前記アッパーフレーム５を前記軸Ｏのまわりに旋回駆動する。旋回駆動ユニットＵは、油圧ユニットＵ１と電動ユニットＵ２とによって構成される。油圧ユニットＵ１は、駆動源としての油圧モータ７と、この油圧モータ７の回転力を減速する減速機８と、この減速機８の出力軸に取付けられたピニオン９とを含む。このピニオン９は、前記旋回軸受６の内環６ａに固定された内歯車（旋回歯車）１０と歯合して前記油圧モータ７の回転力をアッパーフレーム５に旋回駆動力として伝える。電動ユニットＵ２は、駆動源としての電動機１１と、この電動機１１の回転力を減速する減速機１２と、この減速機１２の出力軸に取付けられたピニオン１３とを含み、ピニオン１３が前記油圧ユニットＵ１のピニオン９の位置と周方向に異なる位置で前記内歯車１０に歯合する。電動ユニットＵ２の電動機１１は、前記上部旋回体２の旋回駆動時、すなわち、当該上部旋回体２にその旋回方向と同方向のトルクを与える時であって例えば旋回加速時や上り旋回中にその旋回速度を維持する時、油圧ユニットＵ１をアシストする一方、旋回制動時には発電機として作用し、その回生電力を蓄電器に充電する。

　図１は、この実施の形態にかかるショベルの旋回駆動に関する回路を示す。この回路は、エンジン１５によって駆動されることにより作動油を吐出する油圧ポンプ１４と、操作されるレバーを有する旋回リモコン弁１６と、この旋回リモコン弁１６によって操作されるパイロット式のコントロールバルブ１７とを含む。前記油圧ポンプ１４の吐出油は、前記コントロールバルブ１７を通じて油圧モータ７に供給され、これにより油圧モータ７を回転させる。具体的に、前記旋回リモコン弁１６が左または右に加速操作すなわち旋回駆動側に操作されると、油圧モータ７が操作量に応じた速度で回転して上部旋回体２を旋回駆動する。一方、旋回リモコン弁１６が中立位置側に操作されると旋回停止または減速のために図示しない油圧ブレーキ弁が作動して上部旋回体２の旋回を制動する。さらに、この回路は、油圧ポンプ１４の吐出側に位置する図示しないリリーフ弁を有し、このリリーフ弁は、旋回加速時及び減速時における余剰油をタンクに逃がす。

　前記回路は、さらに、旋回リモコン弁１６がそのレバーの操作量に対応して出力するパイロット圧Ｐａを検出するパイロット圧センサ１８及び１９と、旋回作動圧を求めるために油圧モータ７の両側圧力Ｐ_Ａ及びＰ_Ｂを検出する（旋回作動圧はＰ_Ａ－Ｐ_Ｂ）モータ圧センサ２０及び２１と、コントローラ２５と、バッテリ（二次電池）やキャパシタ（電気二重層コンデンサ）を含む蓄電器２３と、インバータ２４と、を備える。各センサ１８～２１は検出信号を生成して前記コントローラ２５に入力する。前記蓄電器２３は、前記電動機１１の電源としてこれに電源を供給する。インバータ２４は、コントローラ２５とともに制御装置を構成し、旋回加速トルク、旋回減速トルク等を制御する。

　この回路において、前記コントローラ２５は、パイロット圧センサ１８，１９からの信号に基づく旋回リモコン弁１６のレバーの操作の有無の判断、両パイロット圧の差に相当する旋回作動圧に基づく旋回方向、旋回速度、加速または減速の要求トルクの算出、旋回加速／定常／減速の判別等を行い、その結果に基づいてインバータ２４に制御信号を入力する。インバータ２４は、当該制御信号に基づいて電動機１１に指令を出す。具体的に、求められた加速要求トルクが設定値を上回る場合、電動機１１には、旋回アシストのための加速トルクの生成の指令が入力される。旋回速度が定常速度または設定速度になったとき、あるいは加速要求トルクが設定値以下に下がったときは、電動機１１には、加速トルク出力の停止及び慣性力で回転しながらの発電機としての動作の指令が入力される。旋回減速・停止時にも同様の回生指令が入力される。電動機１１は、その生成した回生電力を蓄電器２３に充電電力として供給する、すなわち蓄電する。

　さらに、この回路は、放電指令器としての放電スイッチ２６を備える。この放電スイッチ２６は、オペレータによりオン操作されることにより放電指令信号を出力し、この放電指令信号はコントローラ２５に入力される。また、この回路は、蓄電器２３の端子間電圧を検出する電圧検出器２７と、コントローラ２５に接続されたモニタ２８と、を備える。モニタ２８は、コントローラ２５から入力される表示信号に基づき、前記電圧検出器２７で検出された端子間電圧及びこれが安全値に達した旨を表示する。モニタ２８は、前記表示を映像のみにより行うものでもよいし、映像と音声の両方により行うものでもよい。あるいは、モニタ２８に代えて音声のみで表示する表示器が用いられてもよい。

　前記コントローラ２５は、前記電動機１１について、前記放電スイッチ２６から前記放電指令信号が出力されていない定常運転時と、放電指令が出力されている放電運転時とで異なる制御を行う。図２はその制御動作を示す。

　コントローラ２５は、まず、ステップＳ１で放電スイッチ２６がＯＮ操作されたか否か、すなわち放電指令が出力されているか否かを判断し、ＮＯの場合すなわち放電指令が出力されていない場合には直接ステップＳ２に移行し、ＹＥＳの場合すなわち放電指令が出力されている場合はステップＳ３でそのときの蓄電器２３の端子間電圧をモニタ２８に表示させた上でステップＳ２に移行する。

　コントローラ２５は、ステップＳ２で旋回リモコン弁１６のレバーの操作があったか否かを判断し、ＮＯの場合すなわち前記レバーが操作されていない場合には制御不要としてステップＳ１に戻り、ＹＥＳの場合すなわち前記レバーの操作有りと判断した場合にのみステップＳ４に移る。

　コントローラ２５は、ステップＳ４において、前記レバーの操作が駆動側の操作すなわち旋回方向への駆動のための操作であるか、回生側の操作すなわち旋回を減速または停止させるための操作であるかを判別し、駆動側操作と判別した場合には、ステップＳ５で電動ユニットによるアシスト動力を演算し、ステップＳ６でその演算したアシスト動力に基づく電動アシスト指令をインバータ２４に入力する。具体的には、ステップＳ５において、レバー操作量、旋回作動圧、旋回速度から加速要求トルクを求め、これが設定値を上回る場合に、電動機１１による旋回アシストを行なうべきとして、ステップＳ６で電動機１１に加速トルクを発生させる指令を出す。この場合、電動機１１に発生させる加速トルクは、たとえば、油圧回路でリリーフしなくても、あるいはリリーフ時間が短くても得られるような大きさの加速トルクが設定される。これにより、電動機１１は旋回駆動アシストを開始し、制御動作はステップＳ１に戻る。

　一方、コントローラ２５は、ステップＳ４で回生側の操作がされたと判断した場合、ステップＳ７であらためて放電スイッチ２６がＯＮ操作されたか否かを判断する。ＮＯの場合、コントローラ２５は、定常運転での回生制御、すなわち、ステップＳ８での電動ユニットの回生動力演算及びステップＳ９での当該動力に基づく回生指令の出力を行い、ステップＳ１に戻る。これにより、電動機１１が生成した回生電力が蓄電器２３に充電電力として供給され、蓄電される。ステップＳ７でＹＥＳの場合、つまり放電スイッチ２６がＯＮ操作されて放電指令が出力されていると判断した場合、コントローラ２５はステップＳ８の回生動力演算及びステップＳ９の回生指令出力を一切行うことなくステップＳ１に戻る。

　すなわち、コントローラ２５は、放電指令が出された後の旋回操作において、旋回駆動時すなわち上部旋回体２の旋回方向と同じ方向に旋回トルクを与える時には電動機１１を駆動側に作動させてこれが蓄電した電力を放出させることにより蓄電器２３の端子間電圧を低下させる一方、これに続く旋回減速及び停止時には前記電動機１１では前記回生電力を生成させずに油圧ユニットの油圧モータ７のみによって制動を行い（具体的には、コントロールバルブ１７を中立位置に戻して制動圧を発生させ）、電動機１１には回生作用を生じさせない。すなわち、蓄電器２３からの放電はするが回生はしないから、回生電力を発生させずにすむ。このことは、回生電力を抵抗器によって熱として消費させる必要をなくし、抵抗器及び抵抗熱吸収用の冷却装置といった追加設備を不要にしまたはその簡略化を可能にし、これにより、コストの削減及び設備スペースの縮小に寄与する。特に、この実施の形態のように適用対象が旋回駆動系である場合、高い回生エネルギーが発生可能であってその回生エネルギーを熱として消費しようとすると大型の設備を要するから、当該回生エネルギーを発生させないことは省コスト及び省スペース面での実益が大きい。

　なお、モニタ２８は、放電指令後、蓄電器２３の端子間電圧をオペレータに対して常時表示する。従って、オペレータは、前記放電指令後の駆動側の操作及び回生側の操作の繰り返しによって端子間電圧が安全値まで低下した時点で放電指令を解除し、蓄電器２３の交換や廃棄等を行えばよい。

　本発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。この第２実施形態に係る建設機械が具備する回路は第１実施形態に係る回路と同等である。すなわち、第２実施形態も、図１に示す回路を前提とする。しかし、第２実施形態において実行される制御動作は、図３に示すように、前記第１実施形態と異なる。具体的には、放電が指令された後に上部旋回体２を駆動側に作動させる際の電動アシストの内容と、モニタ２８の表示内容とが第１実施形態と異なる。

　図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１１～Ｓ１６は図２のステップＳ１～Ｓ６と同じであるが、コントローラ２５は、放電スイッチ２６がＯＦＦと判別した場合（ステップＳ１１でＮＯ）において、ステップＳ１４での操作の判別で「回生」と判別したとき、ステップＳ１７で電動ユニットの回生動力を演算し、ステップＳ１８で電動ユニットに回生指令を行う。

　一方、コントローラ２５は、放電スイッチ２６がＯＮと判別した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）には、ステップＳ１３で蓄電器端子間電圧をモニタ２８に表示させた上で、ステップＳ１９において蓄電器端子間電圧が予め設定された安全レベル、具体的には零レベルまたは安全な低電圧、に達したか否かを判別する。ここでＮＯの場合は直接ステップＳ２０に移行し、ＹＥＳのときにはステップＳ２１でモニタ２８にその旨の表示、例えば「蓄電器を安全に取外せます」といった表示を行わせてステップＳ２０に移行する。コントローラ２５は、ステップＳ２０では旋回リモコン弁１６のレバーが操作されか否かを判別し、さらにステップＳ２２でその操作が駆動側の操作か回生側の操作かを判別し、回生側の操作と判別した場合には、図２のステップＳ７からステップＳ１へのリターンと同様、回生動作を行わせずにステップＳ１に戻る。従って、第１実施形態と同様、回生電力は発生しない。

　これに対し、コントローラ２５は、ステップＳ２２において操作が駆動側であると判断した場合は、ステップＳ２３において電動ユニットに最大アシスト動力を出力させるようにインバータ２４に指令する。すなわち、電動機１１の定格動力に基づいて決まる最大トルクで油圧ユニットをアシストさせる。このことは、当該電動ユニットの蓄電器２３が放電する電力を最大にし、当該蓄電器２３の端子間電圧を所定電圧まで低下させるのに要する時間を最小に短縮することができる。ここで、前記最大アシスト力は、油圧ユニットの駆動トルクが０またはそれに近い値となるように設定されてもよいし、定常運転時すなわち放電が指令されていない時の最大アシスト力と同等またはそれよりも大きい値に設定されてもよい。

　この第２実施形態に係るコントローラ２５は、蓄電器端子間電圧が安全値まで低下したときにその旨をモニタ２８に表示させ、これにより、単に端子間電圧の推移を数字の変化で表示するだけの場合と比較して、安全値に達したこと、及び放電のための操作を終了して良いことを作業員に明確に認識させることができる。このことは、より高い安全性の確保及び作業能率の向上に帰結する。

　本発明に係る建設機械はショベルに限定されない。本発明は、ショベルと同様に下部走行体及びその上に搭載される上部旋回体を備えた作業機械、例えばショベルを母体として構成される解体機や破砕機、にも広く適用することができる。さらに、駆動対象である作業装置も前記のような旋回駆動系に限定されない。本発明は、回生動作が行われるその他の作業装置の駆動系、たとえば作業アタッチメント（とくにブーム）の駆動系にも適用することができる。この場合、ブームが上昇する側の動作が駆動側の動作、下降する側の動作が回生側の動作となる。

　以上のように、本発明は、作業装置と、これを動かすための駆動ユニットとを備え、当該駆動ユニットとして油圧ユニットと電動ユニットとを併有し、前記電動ユニットが蓄電器を有する建設機械であって、著しいコストの上昇及び設備スペースの増大を伴うことなく前記蓄電器の端子間電圧を有効に低下させることが可能な建設機械を提供する。この建設機械は、駆動側と回生側とに作動可能な作業装置と、操作を受けてその操作内容に応じて作業装置についての作動指令を出力する操作装置と、油圧モータを駆動源として含み、前記操作装置の操作に基づいて前記作業装置を駆動する油圧ユニットと、駆動源としての電動機及びこの電動機の電源として機能する蓄電器を含み、前記油圧ユニットによる前記作業装置の駆動をアシストする電動ユニットと、前記操作装置が前記作業装置を駆動側に作動させるための操作を受けた時に前記蓄電器の電力により前記電動機が前記油圧ユニットをアシストするように作動するように前記電動ユニットを作動させ、前記操作装置が前記作業装置を回生側に作動させるための操作を受けた時に前記電動機が回生電力を生成して前記蓄電器に充電電力として供給するように前記電動ユニットを作動させる制御装置と、前記蓄電器の放電を指令する放電指令器と、を備える。前記制御装置は、前記放電指令器が放電を指令した場合、前記操作装置が駆動側に操作された時に前記電動機を駆動して前記蓄電器の端子間電圧を低下させ、前記操作装置が回生側に操作された時に前記電動ユニットでは前記回生電力を生成させずに前記油圧ユニットのみによって作業装置を減速・停止させる。すなわち、前記回生側の操作がされた時は、蓄電器から放電はされるが回生はしないため、回生電力を熱として消費させるための抵抗器及びその熱を吸収するための冷却装置は不要となり、若しくは著しく簡略化される。前記油圧ユニットのみによる作業装置の減速及び停止は当該油圧ユニットでの発熱を伴うが、この熱は、油圧システムに元々設置されている設備、例えばオイルクーラによって外部放出することが可能であり、追加設備は要らない。

　前記制御装置は、前記放電指令器が放電を指令した場合、前記駆動側の操作がされた時に前記電動機に最大アシスト動力を出力させるのが、好ましい。このことは、前記放電に要する時間を最小まで短縮させることを可能にする。

　本発明に係る建設機械は、例えば、下部走行体を備え、前記作業装置が前記下部走行体上に旋回自在に搭載される上部旋回体であり、前記駆動ユニットが前記上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動ユニットであってもよい。この場合、前記制御装置は、前記駆動側の操作がされた時に前記油圧ユニットをアシストするように前記電動機を作動させ、前記回生側の操作がされた時に前記電動機に回生電力を発生させるものであればよい。前記上部旋回体の旋回では高い回生エネルギーが発生するから、放電が指令された時に回生電力を発生させないことで熱消費のための大型の追加設備を省略できる実益が大きい。

　本発明に係る建設機械では、前記蓄電器の端子間電圧を検出する電圧検出器と、表示器とをさらに備え、前記制御装置が、前記電圧検出器によって検出された端子間電圧が予め設定された安全値まで低下したときにその旨を前記表示器に表示させることが、より好ましい。このように蓄電器の端子間電圧が安全値まで低下した旨の表示は、例えば単なる端子間電圧の数値の表示と比較して、当該端子間電圧が安全値に達したこと、及び放電のための操作を終了して良いことを作業員により明確に認識させることができる。このことは、より高い安全の確保及び作業能率の向上に帰結する。

Claims

　建設機械であって、
　駆動側と回生側とに作動可能な作業装置と、
　操作を受けてその操作内容に応じて作業装置についての作動指令を出力する操作装置と、
　油圧モータを駆動源として含み、前記操作装置の操作に基づいて前記作業装置を駆動する油圧ユニットと、
　駆動源としての電動機及びこの電動機の電源として機能する蓄電器を含み、前記油圧ユニットによる前記作業装置の駆動をアシストする電動ユニットと、
　前記操作装置が前記作業装置を駆動側に作動させるための操作を受けた時に前記蓄電器の電力により前記電動機が前記油圧ユニットをアシストするように作動するように前記電動ユニットを作動させ、前記操作装置が前記作業装置を回生側に作動させるための操作を受けた時に前記電動機が回生電力を生成して前記蓄電器に充電電力として供給するように前記電動ユニットを作動させる制御装置と、
　前記蓄電器の放電を指令する放電指令器と、を備え、
　前記制御装置は、前記放電指令器が放電を指令した場合、前記操作装置が駆動側に操作された時に前記電動機を駆動して前記蓄電器の端子間電圧を低下させ、前記操作装置が回生側に操作された時に前記電動ユニットでは前記回生電力を生成させずに前記油圧ユニットのみによって作業装置を減速または停止させる、建設機械。
　請求項１記載の建設機械であって、前記制御装置は、前記放電指令器が放電を指令した場合、前記操作装置が駆動側に操作された時に前記電動機に最大アシスト動力を出力させる、建設機械。
　請求項１または２記載の建設機械であって、下部走行体を備え、前記作業装置は前記下部走行体上に旋回自在に搭載される上部旋回体であり、前記駆動ユニットは前記上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動ユニットであり、前記制御装置は、前記駆動側の操作がされた時に前記油圧ユニットをアシストするように前記電動機を作動させ、前記回生側の操作がされた時に前記電動機に回生電力を発生させる、建設機械。
　請求項１～３のいずれかに記載の建設機械であって、前記蓄電器の端子間電圧を検出する電圧検出器と、表示器とをさらに備え、前記制御装置は、前記電圧検出器によって検出された端子間電圧が予め設定された安全値まで低下したときにその旨を前記表示器に表示させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の建設機械。