JP2013172489A - Shovel - Google Patents

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誠 柳澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shovel capable of easily determining deterioration of a capacitor for smoothing a DC bus.SOLUTION: A shovel has: a capacitor; a converter which controls charge/discharge of the capacitor; and a DC bus connected to the converter. The DC bus is provided with a capacitor which smooths a voltage of the DC bus. An abnormality of the capacitor is determined based on voltage variation of the capacitor and a time corresponding to the voltage variation.

Description

本発明は作業機械に係り、特にショベルに関する   The present invention relates to a work machine, and more particularly to an excavator.

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。   There has been proposed a work machine in which a part of the drive mechanism is motorized. An excavator that is an example of such a work machine often includes a hydraulic pump for hydraulically driving work elements such as a boom, an arm, and a bucket. Normally, the hydraulic pump is driven by an engine, but a motor generator may be connected to the engine to assist the driving force of the engine. In addition, the electric power obtained by performing the power generation operation of the motor generator is returned to the DC bus (DC bus) via the inverter.

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。   Further, the excavator is often provided with an upper turning body to which the above-described working element is attached. When the upper swing body is provided, the excavator may include a working electric motor for assisting the hydraulic motor in addition to the hydraulic motor for driving the working element. For example, when turning the upper-part turning body, the drive of the hydraulic motor is assisted by the electric motor at the time of turning acceleration, the regenerative operation is performed by the electric motor at the time of the slow turning, and the generated electric power is returned to the DC bus through the inverter.

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。   A power storage device (including a power storage device, a storage battery, and the like) is connected to the DC bus via a converter, and electric power obtained by power generation by the motor is charged in the power storage device. Alternatively, power is exchanged between motors connected to the DC bus.

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。   In such an excavator, in order to drive a large working element, the voltage of the DC bus is set as high as several hundred volts, for example. A smoothing capacitor is often connected to the DC bus so that power can be supplied at a stable voltage while suppressing fluctuations in the DC bus voltage. The DC bus (including the smoothing capacitor) can also store power to some extent.

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。   Even when the excavator is stopped, the power stored in the DC bus often remains. When performing maintenance on the work machine, the DC bus voltage must be lowered for the safety of the operator. It is desirable to keep it. Thus, for example, it has been proposed to connect a resistor and a switch connected in series with each other between a plus side wire and a minus side wire of the DC bus to consume the DC bus voltage by the resistor.

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。）。   In the method of consuming a DC bus voltage using a resistor, it is necessary to insert a switch in series with the resistor in order to consume the DC bus voltage as necessary. However, as described above, the DC bus voltage is as high as several hundred volts, and a mechanical switch such as a relay is often adopted as a switch used in such an application. Mechanical switches have the disadvantages of low reliability and short lifetime, which affects the reliability of the excavator itself. In view of this, there has been proposed a work machine in which the DC bus voltage is lowered by operating the cooling motor drive circuit to cause the cooling motor to consume electric power (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１０−２０２１３５号公報JP 2010-202135 A

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。   As described above, the DC bus smoothing capacitor can suppress fluctuations in the DC bus voltage by accumulating power. However, when the smoothing capacitor deteriorates, its capacitance decreases, and fluctuations in the DC bus voltage are reduced. It cannot be sufficiently suppressed. The construction machine described in Patent Document 1 can reduce the DC bus voltage by consuming the electric power stored in the smoothing capacitor after the operation is stopped. However, the construction machine described in Patent Document 1 does not consider the problem that when the smoothing capacitor deteriorates and the capacitance decreases, the DC bus voltage cannot be controlled to a sufficiently stable state. .

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。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to easily determine the deterioration of a smoothing capacitor of a DC bus.

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。   According to one embodiment of the present invention, a capacitor, a converter that controls charging / discharging of the capacitor, a capacitor that is provided in a DC bus connected to the converter and smoothes the voltage of the DC bus, and the capacitor There is provided an excavator provided with capacitor abnormality determining means for determining abnormality of the capacitor based on the voltage change of and the time corresponding to the voltage change.

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。   According to the above-described invention, it is possible to easily determine the deterioration of the smoothing capacitor provided in the DC bus.

本発明の一実施形態によるショベルの斜視図である。1 is a perspective view of an excavator according to an embodiment of the present invention. 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。It is a block diagram which shows the internal structure containing the electric system and hydraulic system of the shovel shown in FIG. 図２に示す蓄電装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the electrical storage apparatus shown in FIG. 冷却液循環システムのブロック図である。It is a block diagram of a cooling fluid circulation system. 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。It is a flowchart which shows the operation stop operation | movement of the shovel in DC bus voltage fall mode. 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。It is a graph which shows the change of DC bus voltage when a smoothing capacitor deteriorates. 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。It is a graph which shows the change of DC bus voltage when a smoothing capacitor deteriorates. 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。It is a flowchart which shows the modification of the operation stop operation of the shovel in DC bus voltage reduction mode. 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。It is a block diagram which shows the internal structure containing the electric system and hydraulic system of a shovel which perform boom regeneration. 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。It is a graph which shows the time change of the electric current which flows into the smoothing capacitor at the time of charging a smoothing capacitor, and DC bus voltage. 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。It is a figure which shows the internal structure of the electrical storage apparatus used when determining deterioration of the smoothing capacitor | condenser in the operation start operation | movement of a shovel. 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。It is a flowchart of the process which determines deterioration of the smoothing capacitor in the operation start operation of the shovel.

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。   Hereinafter, embodiments of a work machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

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。   FIG. 1 is a perspective view of an excavator that is an example of a work machine according to an embodiment of the present invention.

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。   The excavator shown in FIG. 1 includes a traveling mechanism 1 including an endless track, and an upper swing body 3 that is rotatably mounted on the upper portion of the traveling mechanism 1 via a swing mechanism 2. A boom 4, an arm 5 linked to the tip of the boom 4, and a bucket 6 linked to the tip of the arm 5 are attached to the upper swing body 3. The boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9, respectively. Further, the upper swing body 3 is provided with a power source such as a driver's cab 10 in which a driver enters and an engine (internal combustion engine engine) 11 for generating hydraulic pressure.

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。   The shovel includes a servo control unit 60. The servo control unit 60 controls an AC motor for driving an electric work element such as the turning mechanism 2 and a motor generator for assisting the engine 11. The servo control unit 60 controls charging / discharging of a capacitor (capacitor) in the power storage device. The servo control unit 60 includes a plurality of driver units such as an inverter unit for driving an AC motor or a motor generator by converting DC power to AC power, a step-up / down converter unit for controlling charge / discharge of a capacitor, and the plurality A control unit for controlling the driver unit is provided.

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。   FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration including an electric system and a hydraulic system of the excavator according to the present embodiment. In FIG. 2, a system for mechanically transmitting power is indicated by a double line, a hydraulic system is indicated by a thick solid line, a control system is indicated by a broken line, and an electric system is indicated by a thin solid line. 3 is a diagram showing an internal configuration of the power storage device 120 shown in FIG.

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。   As shown in FIG. 2, the excavator includes a motor generator 12 and a transmission 13, and the rotation shafts of the engine 11 and the motor generator 12 are connected to each other by being connected to the input shaft of the transmission 13. ing. When the load on the engine 11 is large, the motor generator 12 assists the driving force of the engine 11 by driving the engine 11 as a work element. The driving force of the motor generator 12 is transmitted to the main pump 14 via the output shaft of the transmission 13. On the other hand, when the load on the engine 11 is small, the driving force of the engine 11 is transmitted to the motor generator 12 via the transmission 13 so that the motor generator 12 generates power. The motor generator 12 is configured by, for example, an IPM (Interior Permanent Magnet) motor in which a magnet is embedded in a rotor. Switching between driving and power generation of the motor generator 12 is performed according to the load of the engine 11 and the like by the controller 30 that controls driving of the electric system in the excavator.

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。   A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the transmission 13, and a control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high-pressure hydraulic line 16. The control valve 17 is a device that controls a hydraulic system in the excavator. Hydraulic loads such as hydraulic motors 1a and 1b, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8 and a bucket cylinder 9 for driving the traveling mechanism 1 shown in FIG. 1 are connected to the control valve 17 via a high pressure hydraulic line. The control valve 17 controls the hydraulic pressure supplied to these hydraulic loads according to the operation input of the driver.

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。   The output terminal of the inverter circuit 18 </ b> A is connected to the electrical terminal of the motor generator 12. The power storage device 120 is connected to the input terminal of the inverter circuit 18A. As shown in FIG. 3, the power storage device 120 includes a DC bus 110 that is a DC bus, a buck-boost converter (DC voltage converter) 100, and a capacitor (capacitor) 19. That is, the input terminal of the inverter circuit 18 </ b> A is connected to the input terminal of the buck-boost converter 100 via the DC bus 110. A capacitor 19 as a capacitor is connected to the output terminal of the step-up / down converter 100. The capacitor 19 may be a storage battery such as a chargeable / dischargeable battery.

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。   The inverter circuit 18 </ b> A controls the operation of the motor generator 12 based on a command from the controller 30. That is, when the inverter circuit 18A causes the motor generator 12 to perform a power running operation, the necessary power is supplied from the capacitor 19 and the step-up / down converter 100 to the motor generator 12 via the DC bus 110. Further, when the motor generator 12 is regeneratively operated, the electric power generated by the motor generator 12 is stored in the capacitor 19 via the DC bus 110 and the step-up / down converter 100. The switching control between the step-up / step-down operation of the step-up / down converter 100 is performed by the controller 30 based on the DC bus voltage value, the capacitor voltage value, and the capacitor current value. As a result, the DC bus 110 can be maintained in a state of being stored at a predetermined constant voltage value.

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。   An inverter circuit 20 </ b> A is connected to the power storage device 120. One end of the inverter circuit 20A is connected to a turning motor (AC motor) 21 as a working motor, and the other end of the inverter circuit 20A is connected to the DC bus 110 of the power storage device 120. The turning electric motor 21 is a power source of the turning mechanism 2 for turning the upper turning body 3. A resolver 22, a mechanical brake 23, and a turning transmission 24 are connected to the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21.

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。   When the turning electric motor 21 performs a power running operation, the rotational force of the rotational driving force of the turning electric motor 21 is amplified by the turning transmission 24, and the upper turning body 3 is controlled to be accelerated and decelerated to perform a rotational motion. Further, due to the inertial rotation of the upper swing body 3, the rotational speed is increased by the swing transmission 24 and is transmitted to the swing electric motor 21 to generate regenerative power. The turning electric motor 21 is AC driven by the inverter circuit 20A by a PWM (Pulse Width Modulation) control signal. As the turning electric motor 21, for example, a magnet-embedded IPM motor can be used.

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。   The resolver 22 is a sensor that detects the rotation position and rotation angle of the rotation shaft 21A of the turning electric motor 21, and mechanically connects to the turning electric motor 21 to detect the rotation angle and rotation direction of the rotation shaft 21A. When the resolver 22 detects the rotation angle of the rotation shaft 21A, the rotation angle and the rotation direction of the turning mechanism 2 are derived. The mechanical brake 23 is a braking device that generates a mechanical braking force, and mechanically stops the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21 according to a command from the controller 30. The turning transmission 24 functions as a speed reducer that reduces the rotational speed of the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21 and mechanically transmits it to the turning mechanism 2.

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。   The DC bus 110 is connected to the motor generator 12 and the turning electric motor 21 via inverter circuits 18A and 20A, respectively. Therefore, the electric power generated by the motor generator 12 may be directly supplied to the turning motor 21. Further, the electric power regenerated by the turning electric motor 21 may be supplied to the motor generator 12.

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。   Since the inverter circuits 18A and 20A control large power, the amount of heat generated is extremely large. Further, the amount of heat generated by reactor 101 (see FIG. 3) included in buck-boost converter 100 is also large. Therefore, it is necessary to cool the inverter circuits 18A and 20A and the buck-boost converter 100. Therefore, the excavator according to the present embodiment includes a coolant circulation system 70 for cooling the step-up / down converter 100 and the inverter circuits 18A and 20A, in addition to the coolant circulation system for the engine 11.

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。   The coolant circulation system 70 includes a pump (coolant circulation pump) 72 for circulating the coolant supplied to the buck-boost converter 100, the inverter circuits 18A and 20A, and a pump motor (cooling pump) that drives the pump 72. Electric motor) 71. The pump motor 71 is connected to the power storage device 120 via the inverter circuit 20C. The inverter circuit 20 </ b> C is a cooling motor drive circuit in the present embodiment, and supplies the requested power to the pump motor 71 when cooling the step-up / down converter 100 based on a command from the controller 30. The coolant circulation system 70 of the present embodiment cools the buck-boost converter 100, the inverter circuits 18A and 20A, and the controller 30. In addition, the coolant circulation system 70 cools the motor generator 12, the transmission 13, and the turning electric motor 21.

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。   An operation device 26 is connected to the pilot pump 15 via a pilot line 25. The operating device 26 is an operating device for operating the turning electric motor 21, the traveling mechanism 1, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and is operated by an operator. A control valve 17 is connected to the operating device 26 via a hydraulic line 27, and a pressure sensor 29 is connected via a hydraulic line 28. The operating device 26 converts the hydraulic pressure (primary hydraulic pressure) supplied through the pilot line 25 into a hydraulic pressure (secondary hydraulic pressure) corresponding to the operation amount of the operator and outputs the hydraulic pressure. The secondary hydraulic pressure output from the operating device 26 is supplied to the control valve 17 through the hydraulic line 27 and detected by the pressure sensor 29. Although the turning electric motor 21 as the working electric motor is described here, the traveling mechanism 1 may be electrically driven by the working electric motor.

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。   When an operation for turning the turning mechanism 2 is input to the operating device 26, the pressure sensor 29 detects this operation amount as a change in the oil pressure in the hydraulic line 28. The pressure sensor 29 outputs an electrical signal indicating the hydraulic pressure in the hydraulic line 28. This electric signal is input to the controller 30 and used for driving control of the turning electric motor 21.

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。   The controller 30 constitutes a control unit in the present embodiment. The controller 30 is configured by an arithmetic processing unit including a CPU and an internal memory, and is realized by the CPU executing a drive control program stored in the internal memory. The power source of the controller 30 is a storage battery (for example, a 24V on-vehicle battery) different from the capacitor 19. The controller 30 converts a signal representing an operation amount for turning the turning mechanism 2 out of signals inputted from the pressure sensor 29 into a speed command, and performs drive control of the turning electric motor 21. Further, the controller 30 performs operation control (switching between assist operation and power generation operation) of the motor generator 12 and charge / discharge control of the capacitor 19 by controlling driving of the step-up / down converter 100.

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。   The controller 30 according to the present embodiment reduces the voltage of the DC bus 110 when performing the maintenance of the excavator 1 (specifically, the electric charge accumulated in the smoothing capacitor connected to the DC bus 110 is consumed). DC bus voltage lowering mode (bus voltage lowering mode). In this DC bus voltage lowering mode, the controller 30 stops all the inverter circuits 18A and 20A and the buck-boost converter 100, and disconnects a switch (described later) provided between the buck-boost converter 100 and the capacitor 19. After that, the voltage of the DC bus 110 is lowered by driving the inverter circuit 20C and causing the pump motor 71 to consume power. The DC bus voltage drop mode is used when the excavator is stopped (specifically, when the engine 11 is about to be stopped by the operation of the operator's key 40) or in the cab 10 (see FIG. 1). This operation is started when an input regarding the start of the DC bus voltage reduction mode is made by the operator via the operation panel.

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。   Here, the buck-boost converter 100 in the present embodiment will be described in detail. As shown in FIG. 3, the step-up / step-down converter 100 has a step-up / step-down switching control system and includes a reactor 101 and transistors 100B and 100C. The transistor 100B is a step-up switching element, and the transistor 100C is a step-down switching element. The transistors 100B and 100C are composed of, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and are connected in series with each other.

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。   Specifically, the collector of the transistor 100B and the emitter of the transistor 100C are connected to each other, and the emitter of the transistor 100B is connected to the negative side terminal of the capacitor 19 and the negative side wiring of the DC bus 110 via the relay switch 100F. The collector of the transistor 100 </ b> C is connected to the positive side wiring of the DC bus 110. Reactor 101 has one end connected to the collector of transistor 100B and the emitter of transistor 100C, and the other end connected to the positive terminal of capacitor 19 via relay switch 100E. A PWM voltage is applied from the controller 30 to the gates of the transistors 100B and 100C. Relay switches 100E and 100F have their connection states controlled by a command from controller 30.

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。   Between the collector and emitter of the transistor 100B, a diode 100b, which is a rectifying element, is connected in parallel in the reverse direction. Similarly, a diode 100c is connected in parallel in the reverse direction between the collector and emitter of the transistor 100C. A smoothing capacitor 110a is connected between the collector of the transistor 100C and the emitter of the transistor 100B (that is, between the positive side wiring and the negative side wiring of the DC bus 110). The smoothing capacitor 110a smoothes the DC bus voltage by smoothing the output voltage from the buck-boost converter 100, the power generation voltage from the motor generator 12, and the regenerative voltage from the turning motor 21. A voltage detector 110 b for detecting the voltage of the DC bus 110 is provided between the positive side wiring and the negative side wiring of the DC bus 110. The voltage detection result by the voltage detector 110b is provided to the controller 30.

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。   In the buck-boost converter 100 having the above-described configuration, when supplying DC power from the capacitor 19 to the DC bus 110, the relay switch 100E, 100F is connected and the transistor 100B is instructed by a command from the controller 30. A PWM voltage is applied to the gate. Then, the induced electromotive force generated in the reactor 101 when the transistor 100B is turned on / off is transmitted through the diode 100c, and this power is smoothed by the capacitor 110a. When supplying DC power from the DC bus 110 to the capacitor 19, a PWM voltage is applied to the gate of the transistor 100 </ b> C by a command from the controller 30 with the relay switches 100 </ b> E and 100 </ b> F connected, and the transistor The current output from 100C is smoothed by reactor 101.

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。   FIG. 4 is a block diagram for explaining the coolant circulation system 70. As shown in FIG. 4, the coolant circulation system 70 includes a pump 72 driven by a pump motor 71, a radiator 73, and a servo control unit 60. The coolant circulated by the pump 72 is radiated by the radiator 73 and sent to the servo control unit 60. The servo control unit 60 has piping for cooling the buck-boost converter 100, the inverter circuits 18A and 20A, and the controller 30, and the coolant circulates in the piping. The coolant that has passed through the piping of the servo control unit 60 cools the turning electric motor 21, the motor generator 12, and the transmission 13 in this order, and then is returned from the pump 72 to the radiator 73. A temperature sensor 77 for detecting the temperature of the coolant is preferably provided at the inlet of the servo control unit 60. Furthermore, it is preferable to provide a display device that displays the detected temperature. Thereby, when the radiator 73 is clogged and the cooling performance is lowered, the outputs of the turning electric motor 21 and the motor generator 12 (or one of them) can be limited based on the temperature detection value. As a result, continuous operation can be performed, and continuous work can be performed without stopping the excavator 1.

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。   Here, the excavator 1 has the above-described DC bus voltage reduction mode. The DC bus voltage lowering mode is an operation mode for lowering the voltage of the DC bus 110 when the excavator is stopped. In the DC bus voltage lowering mode, the inverter circuits 18A and 20A and the buck-boost converter 100 are all stopped, and the relay switches 100E and 100F provided between the buck-boost converter 100 and the capacitor 19 are disconnected. Thereafter, the inverter circuit 20C is driven to operate the pump motor 71, and the electric power stored in the smoothing capacitor 110a of the DC bus 110 is consumed by the pump motor 71, thereby reducing the voltage of the DC bus 110.

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。   In the present embodiment, the deterioration of the smoothing capacitor 110a of the DC bus 110 is determined using a voltage reduction process (referred to as voltage removal) of the DC bus 110 in the DC bus voltage reduction mode. In this embodiment, the determination of the deterioration of the smoothing capacitor 110a is performed in the excavator stop operation (falling sequence).

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。   FIG. 5 is a flowchart showing the operation stop operation (falling sequence) of the excavator in the DC bus voltage lowering mode.

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。   First, the ignition key 40 is operated by the operator to stop the excavator (step S11). In this embodiment, the controller 30 starts the DC bus voltage reduction mode every time the excavator is stopped in this manner. In other words, the controller 30 receives the operation of the ignition key 40, and receives an inverter circuit 20A (first inverter) for driving the turning electric motor 21 and an inverter circuit 18A (second second) for driving the motor generator 12. The drive of the inverter is stopped (step S12). Thereby, the power supply from the DC bus 110 to the turning electric motor 21 and the motor generator 12 is stopped, and the electric power supply from the turning electric motor 21 and the motor generator 12 to the DC bus 110 is stopped.

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。   With the above processing, only the step-up / down converter 100 that controls the voltage of the DC bus 110 and the drive inverter circuit 20C (third inverter) of the pump motor 71 that is a cooling motor are driven.

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）。   Next, the controller 30 turns off the servo of the buck-boost converter 100 and stops driving (step S13). Then, the controller 30 turns off the relay switches 100E and 100F (see FIG. 3) between the step-up / down converter 100 and the capacitor 19 (step S14). Thereby, the capacitor 19 is electrically separated from the DC bus 110. Then, the controller 30 issues a command to the ECU or the like of the engine 11 to stop the engine 11 (step S15).

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。   With the above processing, the DC bus 110 is set to a state where no power is supplied from anywhere, and the power from the DC bus 110 can be supplied only to the inverter circuit 20C (third inverter) that has not been stopped. Become.

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）。   At this time, the inverter circuit 20 </ b> C continues to drive the pump motor 71, which is a cooling motor, and the coolant continues to circulate inside the coolant circulation system 70 by the pump motor 71. The controller 30 continues to drive the inverter circuit 20C and starts time measurement in a state where the operation of the pump motor 71 is continued (step S16).

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。   Subsequently, the controller 30 determines whether or not the voltage of the DC bus 110 (DC bus voltage Vdc) detected by the voltage detector 110b shown in FIG. 3 has become equal to or lower than a predetermined value Vth (step S17). When the DC bus voltage Vdc detected by the voltage detector 110b is larger than the predetermined value Vth (step S17: NO), the process of step S17 is repeated. That is, when the voltage of the DC bus 110 is larger than the predetermined value Vth, the drive of the inverter circuit 20C is continued and the pump motor 17 is continuously operated.

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。   The above-mentioned predetermined value Vth can be set to 25 V, which is safe even in a state where the human body is extremely wet or a state where a part of a metal electric machine facility or a structure human body is always in contact. (Constant Piezoelectric Road Protection Guidelines (NEC)). By setting the predetermined value Vth to such a voltage, the DC bus voltage Vdc can be lowered to a voltage safe for the human body when the excavator is stopped. However, the predetermined value Vth is not limited to 25 V, and may be an appropriate voltage value lower than the target voltage of the DC bus voltage Vdc.

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。   Subsequently, when the DC bus voltage Vdc becomes equal to or lower than the predetermined value Vth (step S17: YES), the controller 30 ends the time measurement started in step S16 and stops driving the inverter circuit 20C (step S18). Thereby, the operation of the pump motor 71 is stopped and the DC bus voltage lowering mode is ended. That is, the drive of the inverter circuit 20C is continued until the DC bus voltage Vdc detected by the voltage detector 110b shown in FIG. 3 becomes equal to or lower than the predetermined value Vth.

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。   Subsequently, the controller 30 performs a process of determining deterioration of the smoothing capacitor 110a (step S19). In this process, it is determined whether or not the measurement time Tmsr at the time when the time measurement is ended in step S18 is equal to or less than a predetermined required time (degradation determination time) Terr.

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。   When the required time Tmsr is longer than the deterioration determination time Terr (step S19: NO), it is determined that the smoothing capacitor 110a is not deteriorated, and the operation stop operation is ended. On the other hand, when the required time Tmsr is equal to or shorter than the deterioration determination time Terr (step S19: YES), it is determined that the smoothing capacitor 110a is deteriorated, and the process proceeds to step S20.

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。   In step S20, an abnormality notification is made to notify the operator that the smoothing capacitor 110a has deteriorated. Specifically, for example, the deterioration of the smoothing capacitor is displayed on a monitor in the cab 10 of the excavator 1. Alternatively, an alarm sound may be sounded in the cab 10 to notify the operator, or an announcement that the smoothing capacitor has deteriorated may be sent from a speaker in the cab 10. After the notification of abnormality is made in step S20, the operation stop operation ends.

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。   Here, the above-described deterioration determination process will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the deterioration determination of the smoothing capacitor 110a is performed by examining how long it takes to reduce the amount of power stored in the smoothing capacitor 110a to a predetermined value. Since the amount of electric power stored in the smoothing capacitor 110a is proportional to the square of the DC bus voltage Vdc, the amount of time required for the DC bus voltage Vdc to decrease to a predetermined value can be determined by checking the amount of time. It is possible to determine the deterioration of the capacitor 110a.

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。   The graph of FIG. 6 shows changes in the DC bus voltage Vdc over time when the DC bus voltage Vdc is reduced while consuming the electric power stored in the smoothing capacitor 110a. In FIG. 6, the solid line indicates the change in the DC bus voltage Vdc when the smoothing capacitor 110a is not deteriorated (normal), and the alternate long and short dash line is when the capacitance of the smoothing capacitor 110a is reduced (ie, The change of the DC bus voltage Vdc when the smoothing capacitor 110a is deteriorated) is shown.

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。   The inter-terminal voltage of the smoothing capacitor 110a is equal to the voltage of the DC bus 110 (DC bus voltage Vdc). Since the amount of power stored in the capacitor is proportional to the square of the voltage between the terminals, it can be said that the DC bus voltage Vdc represents the amount of electricity stored in the smoothing capacitor 110a. Here, the time required for driving the pump motor 71 (water pump) with the electric power from the DC bus 110 to reduce the DC bus voltage Vdc from a certain target voltage to a predetermined value Vth will be considered. This required time varies depending on the amount of electric power (charge amount) stored in the smoothing capacitor 110a. The required time becomes longer when the amount of power stored in the smoothing capacitor 110a is large, and the required time becomes shorter when the amount of power stored in the smoothing capacitor 110a is small.

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。   When the smoothing capacitor 110a is used, the capacitance (the amount of power that can be stored) decreases with time from the initial value at the start of use. Accordingly, when the smoothing capacitor 110a is deteriorated (when an abnormality occurs in which the capacitance is reduced), the voltage between the terminals (that is, the DC bus voltage Vdc) is reduced from the constant target voltage to the predetermined value Vth. The required time Terr is such that the inter-terminal voltage (that is, the DC bus voltage Vdc) when the smoothing capacitor 110a is not deteriorated (normal time when the capacitance is not reduced) is from a constant target voltage to a predetermined value Vth. It takes less than the required time Tnor until it decreases.

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。   In FIG. 6, the change in the DC bus voltage when the smoothing capacitor 110a is normal is indicated by a solid line. When driving of the converter is stopped at time t1 and voltage control of the DC bus 110 is stopped, the electric power stored in the smoothing capacitor 110a is supplied to the pump motor (water pump) 71, and thus the DC bus voltage Vdc. Begins to decline. When the pump motor (water pump) 71 is continuously driven, the DC bus voltage Vdc also decreases continuously, and decreases to the predetermined value Vth when time t2 is reached and time t3 is reached. The time from time t1 to time t3 corresponds to the required time Tnor described above.

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。   On the other hand, a change in the DC bus voltage when the smoothing capacitor 110a is abnormal is indicated by a one-dot chain line. When driving of the converter is stopped at time t1 and voltage control of the DC bus 110 is stopped, the electric power stored in the smoothing capacitor 110a is supplied to the pump motor (water pump) 71, and thus the DC bus voltage Vdc. Begins to decline. When the pump motor (water pump) 71 is continuously driven, the DC bus voltage Vdc also decreases continuously, and decreases to the predetermined value Vth at time t2 before time t3. The time from time t1 to time t2 corresponds to the above-described required time (degradation determination time) Terr.

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。   Therefore, it is determined whether or not the smoothing capacitor 110a has deteriorated by comparing the time taken for the DC bus voltage Vdc to decrease to the predetermined value Vth with the required time (deterioration determination time) Terr at the time of deterioration. can do. That is, if the measurement time Tmsr obtained in step S18 is longer than the deterioration determination time Terr, it can be determined that the smoothing capacitor 110a has not deteriorated. If the measurement time Tmsr obtained in step S18 is equal to or shorter than the deterioration determination time Terr, the smoothing capacitor 110a can be determined to be deteriorated.

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。   The deterioration determination time Terr is determined in advance using the smoothing capacitor 110a that is recognized to be deteriorated. Alternatively, when the capacitance of the smoothing capacitor 110a is decreased by a predetermined ratio (percent) from the initial value, it is determined as deterioration, and the predetermined time is calculated from the measurement time Tmsr measured when the smoothing capacitor 110a is in the initial state. The time when the ratio is reduced may be used as the deterioration determination time Terr. The deterioration determination time Terr can be appropriately determined by various other methods.

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。   Next, a modified example of the above-described deterioration determination will be described with reference to FIG. In this modification, as shown in FIG. 6, the deterioration is determined based on the time required for the voltage between terminals of the smoothing capacitor 110a (that is, the DC bus voltage Vdc) to decrease to the predetermined value Vth (voltage change time). Instead, as shown in FIG. 7, the deterioration is determined based on the decrease amount (change in voltage) of the DC bus voltage Vdc from when the DC bus voltage Vdc starts to decrease until a predetermined time elapses.

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。   When the smoothing capacitor 110a is deteriorated, the amount of electric power (charged amount) stored at the same inter-terminal voltage is reduced as compared with the case where the smoothing capacitor 110a is not deteriorated. Therefore, when the deteriorated smoothing capacitor 110a and the non-degraded smoothing capacitor 110a are discharged from the same terminal voltage with the same discharge current, the deteriorated smoothing capacitor 110a has a higher storage capacity than the terminal voltage. As soon as there is less, it will drop quickly. In other words, assuming that the discharge is performed for the same time, the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 110a that has deteriorated becomes lower by the amount of stored electricity.

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。   The graph of FIG. 7 shows changes in the DC bus voltage Vdc over time when the DC bus voltage Vdc is reduced while consuming the electric power stored in the smoothing capacitor 110a. In FIG. 7, the solid line indicates the change in the DC bus voltage Vdc when the smoothing capacitor 110a is not deteriorated (normal), and the alternate long and short dash line is when the capacitance of the smoothing capacitor 110a is reduced (that is, The change of the DC bus voltage Vdc when the smoothing capacitor 110a is deteriorated) is shown.

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。   Here, the amount of decrease in the DC bus voltage Vdc when the pump motor 71 (water pump) is driven by the electric power from the DC bus 110 for a predetermined time Tset will be considered. The amount of decrease in the DC bus voltage Vdc varies depending on the amount of electric power (charge amount) initially stored in the smoothing capacitor 110a. When the amount of power stored in the smoothing capacitor 110a is large, the amount of decrease in the DC bus voltage Vdc is small. When the amount of power stored in the smoothing capacitor 110a is small, the amount of decrease in the DC bus voltage Vdc is Become more.

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。   When the smoothing capacitor 110a is used, the capacitance (the amount of power that can be stored) decreases with time from the initial value at the start of use. Therefore, when the smoothing capacitor 110a is deteriorated (when the capacitance is lowered), the voltage between the terminals after discharging for a predetermined time Tset (that is, the DC bus voltage Vdc: the normal voltage Vnor) is When the smoothing capacitor 110a is not deteriorated (normal time when the capacitance is not lowered), the voltage between terminals after being discharged for a predetermined time Tset (ie, DC bus voltage Vdc: abnormal voltage Verr) is lower. Become.

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。   Therefore, when the DC bus voltage Vdc after discharging the smoothing capacitor 110a for a predetermined time Tset is higher than the abnormal voltage Verr, it can be determined that the deterioration degree of the smoothing capacitor 110a is small and not deteriorated. On the other hand, when the DC bus voltage Vdc after discharging the smoothing capacitor 110a for a predetermined time Tset is equal to or lower than the abnormal voltage Verr, it can be determined that the smoothing capacitor 110a is deteriorated.

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。   Therefore, the operation stop operation (falling sequence) for performing the deterioration determination according to the present modification is a flowchart shown in FIG. In FIG. 8, the process up to the start of time measurement in step S16 is the same as the process shown in FIG. 5, and the same step numbers are assigned and description thereof is omitted.

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。   When time measurement is started in step S16, it is determined whether or not the measurement time is equal to or longer than a predetermined time Tset (step S30). If it is determined in step S30 that the measurement time is equal to or longer than the predetermined time Tset (step S30: YES), the process proceeds to step S18. In step S18, the time measurement started in step S16 is terminated, and the drive of the inverter circuit 20C is stopped. Thereby, the operation of the pump motor 71 is stopped and the DC bus voltage lowering mode is ended.

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。   Subsequently, the controller 30 performs a process of determining deterioration of the smoothing capacitor 110a (step S31). In step S31, the DC bus voltage Vdc at the predetermined time Tset is compared with the deterioration determination voltage Verr. When the DC bus voltage Vdc at the predetermined time Tset is equal to or lower than the deterioration determination voltage Verr, it is determined that the smoothing capacitor 110a has deteriorated.

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。   As described above, according to the embodiment and the modification described above, in the excavator stop operation (falling sequence), the smoothing capacitor abnormality (deterioration) is determined based on the voltage change of the smoothing capacitor and the time of the change. It can be easily determined.

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。   In this embodiment, the voltage of the DC bus 110 is lowered by driving the pump motor 71, but the DC bus 110 is rotated by rotating a cooling fan (not shown) provided in the servo control unit 60. The voltage of 110 may be lowered or these methods may be used in combination. Specifically, a circuit (cooling motor drive circuit) for driving a motor (that is, a cooling motor) for driving the cooling fan is provided between the DC bus 110 and the motor, and this circuit is provided by the controller 30. The configuration is to be controlled. Then, in the DC bus voltage lowering mode, the controller 30 rotates the motor by the above circuit, so that the voltage of the DC bus 110 is consumed. Moreover, the cooling fan should just be incorporated in at least one among the inverter unit (inverter circuits 18A and 20A), the step-up / step-down converter unit (step-up / step-down converter 100), and the control unit (controller 30).

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。   Further, instead of lowering the voltage of the DC bus 110 in the DC bus voltage lowering mode by driving the pump motor 71, for example, by driving a boom regeneration motor, the voltage of the DC bus 110 is lowered in the DC bus voltage lowering mode. It may be lowered. FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration including an electric system and a hydraulic system of an excavator that performs boom regeneration. 9, parts that are the same as the parts shown in FIG. 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.

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。   In the configuration shown in FIG. 9, a boom regenerative motor 300 (also referred to as a motor generator 300) for obtaining boom regenerative power is connected to the power storage system 120 via an inverter 18C. The motor generator 300 is driven by a hydraulic motor 310 that is driven by hydraulic oil discharged from the boom cylinder 7. The motor generator 300 converts the potential energy of the boom 4 into electrical energy by using the pressure of hydraulic oil discharged from the boom cylinder 7 when the boom 4 is lowered according to gravity. In FIG. 9, for convenience of explanation, the hydraulic motor 310 and the motor generator 300 are shown at positions separated from each other. However, in practice, the rotating shaft of the motor generator 300 is mechanically connected to the rotating shaft of the hydraulic motor 310. It is connected to the.

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。   The hydraulic motor 310 is configured to be rotated by hydraulic oil discharged from the boom cylinder 7 when the boom 4 is lowered, and converts energy when the boom 4 is lowered according to gravity into rotational force. Is provided. The hydraulic motor 310 is provided in a hydraulic pipe 7 </ b> A between the control valve 17 and the boom cylinder 7 and can be attached to an appropriate place in the upper swing body 3. The electric power generated by the motor generator 300 is supplied as regenerative power to the power storage system 120 via the inverter 18C. The motor generator 300 and the inverter 18C constitute a load drive system.

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。   In the excavator having the configuration shown in FIG. 9, the boom regeneration motor 300 can be used instead of the pump motor 71 that is driven to reduce the voltage of the DC bus 110 when the operation stop operation (falling sequence) is performed. . That is, the DC bus voltage Vdc is lowered by supplying the electric power stored in the smoothing capacitor to the boom regeneration motor 300 via the inverter 18C. In this case, a hydraulic circuit for returning the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor 310 driven by the boom regeneration motor 300 to the tank or the like without passing through the boom cylinder 7 is provided.

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。   As described above, the electric load that is driven to reduce the voltage of the DC bus 110 is not limited to the pump motor 71, and as described above, the cooling fan, the boom regeneration motor, the motor generator 12, and the like. It may be an electrical load.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

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。   In another embodiment, the deterioration of the smoothing capacitor 110a is determined in the operation start operation (start-up sequence) of the shovel. In the operation start operation (start-up sequence) of the excavator, power is supplied from the capacitor 19 to the DC bus via the buck-boost converter 100, and the DC bus voltage Vdc is increased to the same voltage as the capacitor 19. That is, the smoothing capacitor 110 a provided in the DC bus 110 is charged (charged) so that the voltage between the terminals becomes the same voltage as the capacitor 19. In the present embodiment, the deterioration of the smoothing capacitor 110a is determined using the increase in the voltage between the terminals during charging (that is, the change in the DC bus voltage Vdc).

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。   FIG. 10 is a graph showing temporal changes in the current I flowing through the smoothing capacitor 110a and the DC bus voltage Vdc when the smoothing capacitor 110a is charged. The DC bus voltage before the excavator operation start operation (start-up sequence) is started is assumed to be Vdc (t1). It is assumed that the DC bus voltage Vdc (t1) is sufficiently low as the voltage is removed in the excavator stop operation (falling sequence). In the operation start operation (start-up sequence), the charging current is supplied to the smoothing capacitor 110a so that the DC bus voltage Vdc (t1) becomes the same voltage as the capacitor 19 (DC bus voltage Vdc (t2)). In the graph shown in FIG. 10, the temporal change in the DC bus voltage Vdc is indicated by a solid line, and the change in the charging current I is indicated by a one-dot chain line.

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。   The charge amount Qi flowing into the DC bus 110 (that is, the smoothing capacitor 110a) due to the flow of the charging current I is obtained by integrating the charging current Ic (Qi = ∫Ic (t) dt). On the other hand, the charge amount Qc stored in the smoothing capacitor 110a is obtained by Qc = C0 × {Vdc (t2) −Vdc (t1)}. Here, C0 is the capacitance (initial value) when the smoothing capacitor 110a is in the initial state.

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。   The amount of charge Qi obtained from the charging current I is equal to the amount of charge actually stored in the smoothing capacitor 110a. However, the charge amount Qc obtained from the DC bus voltage Vdc is a value obtained when it is assumed that the electrostatic capacity at that time is equal to the initial value C0, and actually varies depending on the degree of deterioration. For example, when the smoothing capacitor 110a is deteriorated, the capacitance C becomes a deterioration value C1 smaller than the initial value C0. Therefore, the initial value C0 is larger than the deterioration value C1 in the charge amount Qc obtained by the above-described arithmetic operation assuming that the initial value C0 is larger than C1 even though the capacitance is the deterioration value C1. It will be larger than the actual value by the minute.

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。   Therefore, in the present embodiment, the charge amount Qi obtained from the charging current I (actually accumulated charge amount) and the charge amount Qc obtained from the DC bus voltage Vdc (the charge amount obtained on the assumption that there is no deterioration). ) To determine the deterioration of the smoothing capacitor 110a. That is, when the charge amount Qi obtained from the charging current Ic is equal to the charge amount Qc obtained from the DC bus voltage Vdc, it is determined that the capacitance of the smoothing capacitor 110a is the initial value C0 and has not deteriorated. be able to. On the other hand, when the charge amount Qc obtained from the DC bus voltage Vdc is larger than the charge amount Qi obtained from the charging current I, the capacitance of the smoothing capacitor 110a is smaller than the initial value C0. It can be determined that the smoothing capacitor 110a has deteriorated.

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。   As described above, in order to determine the deterioration of the smoothing capacitor 110a in the operation start operation (start-up sequence) of the excavator, the current detection for measuring the charging current I flowing from the capacitor 19 to the smoothing capacitor 110a at the start of the operation. It is necessary to provide a vessel.

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。   FIG. 11 is a diagram showing an internal configuration of the power storage device 120 used when determining deterioration of the smoothing capacitor 110a in the excavator operation start operation (start-up sequence). 11, parts that are the same as the parts shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.

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。   In FIG. 11, relay switches 102 </ b> A and 102 </ b> B are also provided in the circuit of the step-up / down converter 100 so that the step-up / down converter 100 and the capacitor 19 can be disconnected. Between the relay switch 102A and the reactor 101, a current detector 103 and a resistor 104 are connected in series. A circuit that bypasses the resistor 104 is formed, and a relay switch 105 is provided in the middle of the circuit.

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。   The current detector 103 is provided for measuring the charging current Ic flowing from the capacitor 109 through the reactor 101 and the transistor 100C into the smoothing capacitor 110a. The resistor 104 is provided to reduce a current that flows when the relays 102A and 102B are connected. If the relays 102A and 102B are connected when the voltage value of the DC bus is 0V, a large current flows, which may damage the equipment. For this reason, the relay 105 is opened so that a current flows through the resistor 104. As a result, the current flowing to the DC bus can be reduced. Thereafter, when the DC bus voltage Vdc (t1) becomes the same voltage as that of the capacitor 19, the relay 105 is closed to prevent current from flowing to the resistor 104. Thereby, damage to the resistor 104 can be prevented.

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。   Next, processing for determining deterioration of the smoothing capacitor 110a in the excavator operation start operation (start-up sequence) will be described with reference to FIG.

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。   When engine start (key ON) is detected, the startup sequence is started. The following startup sequence is performed by the controller 30 which is a control unit of the shovel, but a dedicated control unit may be provided in addition to the controller 30.

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。   First, the DC bus initial voltage Vdc (t1) is measured by the voltage detector 110b (step S41). Next, the relay switches 100E and 100F that have disconnected the capacitor 19 are closed (step S42). Subsequently, the relay switches 102A and 102 of the step-up / down converter 100 are closed (step S43). At this time, the relay switch 105 for short-circuiting the resistor 104 remains open, and the resistor 104 is not short-circuited.

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。   Through the above processing, the capacitor 19 and the DC bus 110 are electrically connected, and the charging current Ic flows from the capacitor 19 to the smoothing capacitor 110a which has been emptied by removing the voltage when the shovel is stopped.

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。   When relay switches 102A and 102 of buck-boost converter 100 are closed in step S43, calculation of charge Qi accumulated in smoothing capacitor 110a is started (step S44). The charge Qi is calculated by integrating the value of the charging current Ic (Qi (t) = Qi (t−1) + Ic (t) × Δt)). Here, Δt is a sampling time.

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）。   Subsequently, it is determined whether or not charging of the smoothing capacitor 110a is completed (step S45). Completion of charging can be determined by whether or not charging current Ic stops flowing, that is, whether or not Ic (t) has become zero. If the charging has not been completed, the process returns to step S44, and the calculation of the charge Qi is continued. When it is determined in step S45 that the charging is completed, the DC bus charging completion voltage Vdc (t2) is measured by the voltage detector 110b (step S46).

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）｝）。   Next, in step S47, the charge Qc charged in the smoothing capacitor 110a is calculated using the DC bus initial voltage Vdc (t1) and the DC bus charge completion voltage Vdc (t2) (Qc = C0 × {Vdc). (T2) -Vdc (t1)}).

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。   Subsequently, in step S48, the deterioration of the smoothing capacitor 110a is determined. The deterioration is determined by determining whether or not the value obtained by adding the margin α to the charge Qi at the completion of charging obtained in step S44 is smaller than the charge Qc calculated in step S47 ((Qi + α) <Qc ?). If the smoothing capacitor 110a is not deteriorated, the charge Qi obtained from the charging current Ic and the charge Qc calculated from the DC bus voltage should be equal. When the smoothing capacitor 110a is further deteriorated, the electrostatic capacity C is reduced, so that the charge that can be accumulated is reduced. For this reason, as described above, the value of the charge Qc calculated from the DC bus voltage is larger than the actually accumulated charge. Therefore, the deterioration can be determined by comparing the value obtained by adding the margin α to the actually accumulated charge Qi and the charge Qc calculated from the DC bus voltage. Here, the margin α is a value serving as a criterion for deterioration. Since the capacitance C gradually decreases as the deterioration proceeds, a margin α is added to the charge Qi in order to determine that the capacitance is deteriorated when the capacitance decreases beyond a certain reference value. The margin α is a reference value that determines the allowable range of deterioration.

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。   If it is determined in step S48 that (Qi + α) <Qc (YES in S48), the process proceeds to step S49, assuming that the deterioration has exceeded the allowable range. In step S49, an abnormality notification is made to notify the operator that the smoothing capacitor 110a has deteriorated. Specifically, for example, the deterioration of the smoothing capacitor 110a is displayed on a monitor in the cab 10 of the excavator 1. Alternatively, an alarm sound may be sounded in the cab 10 to notify the operator, or an announcement that the smoothing capacitor has deteriorated may be sent from a speaker in the cab 10.

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。   After notifying abnormality, the relay switch 105 of the buck-boost converter 100 is closed (step S50). Thereby, the resistor 104 is short-circuited, and a normal current can be passed from the capacitor 19 to the DC bus 110 (smoothing capacitor 110a). Then, DC bus voltage control is started (step S51), and then power generation of the motor generator 12 (assist motor) is started (step S52). The processing after step S41 is a normal excavator operation start operation. In the present embodiment, even if the smoothing capacitor 110a is deteriorated, it is assumed that no serious problem occurs in the operation of the shovel, and the operation of the shovel is continued only by notifying the abnormality. However, the process at the time of deterioration determination is not limited to this, and can be set as appropriate.

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。   On the other hand, if it is determined in step S48 that (Qi + α) <Qc is not satisfied (NO in S48), the process skips step S49 and proceeds to step S50, assuming that the deterioration does not exceed the allowable range. Move to start operation.

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。   The present invention is not limited to an excavator having a bucket, and the present invention can also be applied to other work machines such as a wheel loader and a crane.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling mechanism 2 Turning mechanism 3 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 10 Driver's cab 11 Engine 12 Motor generator 14 Main pump 18A, 18C, 20A, 20C Inverter circuit 19 Capacitor 21 Turning motor 24 Turning speed reducer 26 Operation device 27, 28 Hydraulic line 29 Pressure sensor 30 Controller 60 Servo control unit 100 Buck-boost converter 100B, 100C Transistor 100E, 100F Relay switch 101 Reactor 102A, 102B Relay switch 103 Current detector 104 Resistance 105 Relay switch 110 DC bus 110b Voltage detector 120 power storage device

Claims (7)

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。 A capacitor,
A converter that controls charging and discharging of the capacitor;
A capacitor provided in a DC bus connected to the converter and smoothing the voltage of the DC bus;
An excavator comprising capacitor abnormality determining means for determining abnormality of the capacitor based on a voltage change of the capacitor and a time corresponding to the voltage change. 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。 The excavator according to claim 1,
An inverter connected to the DC bus and driving an electric motor;
A shut-off means for cutting off the connection between the DC bus and the converter;
The capacitor abnormality determining unit is configured to perform discharge control by the inverter so that a predetermined current flows from the DC bus to the electric motor in a state where the connection between the DC bus and the converter is blocked by the blocking unit. An excavator that determines an abnormality of the capacitor based on a change amount of the voltage of the DC bus and a duration in which the change of the voltage is obtained. 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。 The excavator according to claim 2,
The capacitor abnormality determining means is a shovel that determines abnormality of the capacitor based on a voltage change duration time until the voltage of the DC bus becomes a predetermined voltage. 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。 The excavator according to claim 2,
The capacitor abnormality determining means is a shovel that determines abnormality of the capacitor based on the voltage of the DC bus when the duration time has elapsed. 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。 The excavator according to claim 3 or 4,
The capacitor abnormality determining means is an excavator that determines abnormality of the capacitor every time the operation of the shovel is stopped. 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。 The excavator according to claim 1,
An inverter connected to the DC bus and driving an electric motor;
A voltage detector for detecting a voltage between terminals of the capacitor;
A current detector for measuring a current flowing from the capacitor to the capacitor;
The capacitor abnormality determining unit is configured to calculate the capacitor based on an integral value obtained by integrating the current value detected by the current detector with respect to a predetermined time, and a change amount of the voltage between the terminals at the predetermined time. Excavator to judge abnormalities. 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。 The excavator according to claim 6,
The capacitor abnormality determining means is an excavator that determines abnormality of the capacitor every time the shovel starts operation.
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