JP5801882B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

油圧アクチュエータと電動アクチュエータを含み、共通の駆動対象を駆動するための２以上のアクチュエータを備える作業機械に関する。

駆動対象を駆動するためのアクチュエータを備える作業機械としては、例えば、燃料（ガソリン、軽油等）を燃焼してエンジンで油圧ポンプを駆動し、これによって発生した圧油で油圧アクチュエータ（油圧モータ、油圧シリンダ等）を駆動する油圧ショベルのような建設機械がある。油圧アクチュエータは、小型軽量で大出力が可能であり、建設機械のアクチュエータとして広く用いられている。

一方で、近年、電動機（電動モータ）と、当該電動機と電気の授受を行う蓄電装置（バッテリや電気二重層キャパシタ等）を用いることにより、油圧アクチュエータのみを用いた従来の建設機械に対してエネルギー効率の向上と省エネルギー化を図ったハイブリッド式建設機械が提案されている。電動機（電動アクチュエータ）は、油圧アクチュエータと比較して、（１）エネルギー効率が良い、（２）制動時の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生できる（油圧アクチュエータの場合は熱にして放出）といったエネルギー的に優れた特徴がある。

この種のハイブリッド式の作業機械としては、旋回体を旋回駆動するためのアクチュエータとしての油圧モータ及び電動機と、当該油圧モータ及び電動機を同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置を搭載し、当該油圧モータと電動機の合計トルクによって旋回体を駆動する建設機械がある（特開２００４−１２４３８１号公報）。この建設機械では、油圧モータに電動機が直結されており、操作装置（旋回操作レバー）の操作量に応じて各アクチュエータ（油圧モータ及び電動機）の出力トルクが決定される。例えば、減速（制動）時においては、電動機が旋回体の運動エネルギーを回生し、電気エネルギーとして蓄電装置に蓄電する。この技術は、旋回体駆動用のアクチュエータとして、電動機と油圧モータを併用することによって、従来の油圧アクチュエータ駆動の建設機械に慣れたオペレータにも違和感なく操作できるとともに、簡単かつ実用化が容易な構成で省エネルギー化を図っている。

特開２００４−１２４３８１号公報

ところで、アクチュエータを備えた作業機械の組立後や稼働中に当該アクチュエータの機能又は出力に異常が発生した場合には、当該アクチュエータの異常の原因を早期に解明する必要がある。アクチュエータに係る異常としては、例えば、操作装置の操作に対してアクチュエータの出力が発生しない、操作方向とアクチュエータの作動方向が異なる等の機能異常や、アクチュエータの出力が不足又は過多となる出力異常がある。

しかしながら、上記のように一の操作で同時に作動する複数のアクチュエータを備えた作業機械では、操作装置を操作すると各アクチュエータの出力が不可分的に出力され、その合計値が駆動対象（旋回体）に入力されるため、何れのアクチュエータに異常が存在するか判定することが難しい。

本発明の目的は、複数搭載されたアクチュエータの中から異常が発生しているものを簡易に特定することができる作業機械を提供することにある。

（１）本発明は上記目的を達成するために、少なくとも一の油圧アクチュエータと一の電動アクチュエータを含み、共通の駆動対象を駆動するための２以上のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプと、前記電動アクチュエータに電気を供給するための給電装置と、前記油圧アクチュエータと前記電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置と、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記油圧アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う油圧単独駆動モードと、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記電動アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う電動単独駆動モードとの切り換えを行う制御装置と、前記油圧単独駆動モードと前記電動単独駆動モードのうちいずれかをオペレータが選択するための入力装置とを備え、前記制御装置は、前記入力装置で選択された駆動モードに応じて前記駆動対象の駆動モードを切り換えるものとする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための管路及び前記油圧アクチュエータから圧油を排出するための管路に設けられた１対の油圧ポートと、前記電動アクチュエータに接続された電力線を流れる電流の値及び位相並びに電圧の値のうち少なくとも１つを測定するための測定装置を取り付けるための測定部とを更に備えるものとする。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記油圧アクチュエータの前後圧を出力するための第１検出器と、前記電動アクチュエータに接続された電力線の電流の状態を出力するための第２検出器と、前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードの選択時に、前記第１検出器及び前記第２検出器の少なくとも一方の出力値が表示される表示手段を接続するための接続端子とを更に備えるものとする。

（４）上記（１）〜（３）において、好ましくは、前記電動単独駆動モードの選択時に、前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための管路と前記油圧アクチュエータから圧油を排出するための管路とを連通する管路連通手段を更に備え、前記制御装置は、前記油圧単独駆動モードの選択時に、前記電動アクチュエータに対する操作信号としてトルクゼロ信号を出力するものとする。

（５）上記（２）において、好ましくは、前記一対の油圧ポートに取り付けられ、前記油圧アクチュエータの前後圧を出力するための圧力測定装置と、前記測定部に取り付けられ、前記電動アクチュエータに接続された電力線の電流値を出力するための電流測定装置とを更に備えるものとする。

（６）上記（４）において、好ましくは、前記油圧アクチュエータ又は前記電動アクチュエータの変位を出力するための検出器と、前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードの選択時に前記検出器の出力値が表示される表示手段を接続するための接続端子とを更に備えるものとする。

（７）上記（１）において、好ましくは、前記油圧アクチュエータ及び前記電動アクチュエータの各種状態を示す信号を出力する検出器と、前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードが選択された場合に前記操作装置を介して所定の操作が行われたときの前記各種状態を示す信号の値であって、前記油圧アクチュエータ及び前記電動アクチュエータに係る異常検出の基準となる前記各種状態を示す信号の基準値が記憶された記憶装置と、前記制御装置から出力される表示信号に基づいて画面を表示する表示手段を接続するための接続端子とをさらに備え、前記制御装置は、前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードが選択された場合、前記操作装置を介しての前記所定の操作をオペレータに要求するための表示信号を前記接続端子に出力し、当該表示信号に基づいて前記操作装置が操作されたときにおける前記検出器の出力値と前記基準値との関係を表示するための表示信号を前記接続端子に出力するものとする。

（８）本発明は上記目的を達成するために、少なくとも一の油圧アクチュエータと一の電動アクチュエータを含み、共通の駆動対象を駆動するための２以上のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプと、前記電動アクチュエータに電気を供給するための給電装置と、前記油圧アクチュエータと前記電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置と、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータを駆動して前記駆動対象の駆動を行う複合駆動モードと、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記電動アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う電動単独駆動モードとの切り換えを行う制御装置と、前記複合駆動モードと前記電動単独駆動モードのうちいずれかをオペレータが選択するための入力装置とを備え、前記制御装置は、前記入力装置で選択された駆動モードに応じて前記駆動対象の駆動モードを切り換えるものとする。

（９）また、本発明は上記目的を達成するために、少なくとも一の油圧アクチュエータと一の電動アクチュエータを含み、共通の駆動対象を駆動するための２以上のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプと、前記電動アクチュエータに電気を供給するための給電装置と、前記油圧アクチュエータと前記電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置と、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータを駆動して前記駆動対象の駆動を行う複合駆動モードと、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記油圧アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う油圧単独駆動モードとの切り換えを行う制御装置と、前記複合駆動モードと前記油圧単独駆動モードのうちいずれかをオペレータが選択するための入力装置とを備え、前記制御装置は、前記入力装置で選択された駆動モードに応じて前記駆動対象の駆動モードを切り換えるものとする。

本発明によれば、複数搭載されたアクチュエータを個別に作動させることができるので、異常が発生しているアクチュエータを簡易に特定することができる。

本発明の実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの側面図。 本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルにおける旋回体駆動制御システムの構成図。 本発明の各実施の形態におけるパワーコントローラ５５の機能ブロック図。 本発明の第１の実施の形態に係る旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力確認処理のフローチャート。 表示装置３１に表示されるモード選択画面の一例を示す図。 入力装置３９の一例を示す図。 表示装置３１に表示される操作指示画面の一例を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力確認処理のフローチャート。 表示装置３１に表示されるセンサ出力値確認画面の一例を示す図。 本発明の第３の実施の形態における旋回油圧モータ回路２３０Ａの構成図。 本発明の第３の実施の形態に係る旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力確認処理のフローチャート。

以下、作業機械として油圧ショベル（建設機械）を例にとって、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

なお、本発明は、少なくとも一の油圧アクチュエータと一の電動アクチュエータを含み、共通の駆動対象を駆動するための２以上のアクチュエータと、当該油圧アクチュエータと当該電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置を備えた作業機械全般に適用が可能であり、本発明の適用は油圧ショベルに限定されるものではない。例えば、本発明は走行装置を備えたホイールローダ等の建設機械をはじめ、その他の作業機械にも適用可能である。

図１は本発明の実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの側面図である。この図に示すハイブリッド式油圧ショベルは、下部走行体１、上部旋回体２及びショベル機構３を備えている。

下部走行体１は、一対のクローラ４ａ，４ｂ及びクローラフレーム５ａ，５ｂ（図１では片側のみを示す）、各クローラ４ａ，４ｂを独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ６、７及びその減速機構を備えている。

上部旋回体２は、旋回フレーム８と、旋回フレーム８上に設けられた、原動機としてのエンジン２１と、エンジン２１により駆動されるアシスト発電モータ１０２と、旋回電動モータ（電動アクチュエータ）１０１と、旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）２３と、アシスト発電モータ１０２及び旋回電動モータ１０１（電動アクチュエータ）に電気を供給するための電気二重層キャパシタ（給電装置）１０４と、旋回電動モータ１０１と旋回油圧モータ２３の回転を減速する減速機構９を備えている。旋回電動モータ１０１と旋回油圧モータ２３の駆動力は減速機構９を介して伝達され、その駆動力により下部走行体１に対して上部旋回体２（旋回フレーム８）が旋回駆動される。

上部旋回体２にはショベル機構（フロント作業装置）３が搭載されている。ショベル機構３は、ブーム１１と、ブーム１１を駆動するためのブームシリンダ１２と、ブーム１１の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム１３と、アーム１３を駆動するためのアームシリンダ１４と、アーム１３の先端に回転可能に軸支されたバケット１５と、バケット１５を駆動するためのバケットシリンダ１６を備えている。

上部旋回体２の旋回フレーム８上には、上述した走行用油圧モータ６，７、旋回油圧モータ２３、ブームシリンダ１２、アームシリンダ１４、バケットシリンダ１６等の油圧アクチュエータを駆動するための油圧システム１７が搭載されている。油圧システム１７は、タンク２５からこれらの油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプ２２（図２参照）と、これらの油圧アクチュエータを駆動制御するためのコントロールバルブ（方向切換弁）２４（図２参照）等を備えている。なお、図２には、コントロールバルブ２４として、旋回油圧モータ２３を制御するものだけを表示している。油圧ポンプ２２はエンジン２１によって駆動される。

図２は本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルにおける旋回体駆動制御システムの構成図である。この図に示すシステムは、上部旋回体２を駆動するための旋回電動モータ１０１と、上部旋回体２の旋回動作を操作するため油圧操作信号（パイロット圧）を出力する操作装置（旋回操作レバー２６ａ）２６と、旋回電動モータ１０１、表示装置３１及び電磁切換弁２０１，２０２の制御を主に行うメインコントローラ３０と、メインコントローラ３０から出力される電動操作信号（速度指令Ｖ*）に基づいて旋回電動モータ１０１及びアシスト発電モータ１０２を制御するためのパワーコントロールユニット１０３と、上部旋回体２を駆動するための旋回油圧モータ２３と、旋回油圧モータ２３等の油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプ２２と、旋回油圧モータ２３を制御するためのコントロールバルブ２４と、運転室内に設置された表示装置（モニタ）３１と、オペレータによるメインコントローラ３０への指示を入力するための入力装置３９と、表示装置３１を接続するための接続端子３０５を備えている。

操作装置２６は、操作レバー（旋回操作レバー）２６ａを備えており、当該操作レバー２６ａをオペレータが操作することにより、その操作方向及び操作量に応じた油圧操作信号（パイロット圧）を発生する。パイロット圧は、パイロットポンプ２７で発生した１次圧を操作装置２６の操作量に応じた２次圧に減圧することにより生成される。

操作装置２６の操作量によって規定されたパイロット圧は、パイロット管路２８，２９を介してスプール型のコントロールバルブ（方向切換弁）２４の受圧部に送られ、コントロールバルブ２４を図示の中立位置から切換操作する。コントロールバルブ２４は、エンジン２１を動力とする油圧ポンプ２２から発生される圧油の流れを切り換え制御し、旋回油圧モータ２３の駆動を制御する。

パイロット管路２８，２９には、操作装置２６から出力されるパイロット圧（油圧操作信号）を検出してメインコントローラ３０に出力するための圧力センサ１０５，１０６が設置されている。メインコントローラ３０は、圧力センサ１０５，１０６の出力値に比例した電動操作信号を生成し、当該生成した電動操作信号をパワーコントロールユニット１０３に出力する。パワーコントロールユニット１０３は、当該電動操作信号に基づいて旋回電動モータ１０１を駆動制御する。

このように本実施の形態における油圧ショベルでは、操作装置２６に一の操作を加えることで生成される油圧操作信号に基づいて、旋回油圧モータ２３と旋回電動モータ１０１が同時に作動するように構成されている。

旋回電動モータ１０１と旋回油圧モータ２３の回転軸（出力軸）は連結されており、旋回電動モータ１０１及び旋回油圧モータ２３は減速機構９（図１参照）を介して上部旋回体２を駆動する。なお、旋回電動モータ１０１と旋回油圧モータ２３は、共通の駆動対象である上部旋回体２を駆動可能な構成であれば機械的機構などを介して間接的に接続しても良い。キャパシタ１０４は、アシスト発電モータ１０２及び旋回電動モータ１０１の駆動状態（力行しているか回生しているか）によって充放電される
旋回電動モータ１０１の回転軸には上部旋回体２の回転位置を検出するための位置センサ（磁極位置センサ）１８が設置されている。すなわち、位置センサ１８は旋回電動モータ１０１の変位を出力するための検出器である。位置センサ１８の出力値はパワーコントロールユニット１０３に出力され上部旋回体２の実速度の算出等に利用されている。なお、本実施の形態では旋回電動モータ１０１と旋回油圧モータ２３の回転軸は連結されているので、位置センサ１８で旋回油圧モータ２３の回転位置を検出しても良い。

旋回油圧モータ２３は、コントロールバルブ２４を介して油圧ポンプ２２から供給される圧油によって駆動される。旋回油圧モータ２３とコントロールバルブ２４は管路３３，３４によって接続されており、当該管路３３，３４を介して旋回油圧モータ２３への圧油の供給・排出が行われる。当該管路３３，３４には、１対の圧力センサ１２１，１２２と、１対の油圧ポート３０２，３０３が設けられている（図２参照）。

圧力センサ１２１，１２２は、旋回油圧モータ２３の前後圧（駆動圧）を電気的に検出し、その圧力に応じた電気信号をメインコントローラ３０に出力するためのものである。圧力センサ１２１，１２２の出力値は旋回油圧モータ２３の実トルク値の算出等に利用される。

油圧ポート（圧力検出ポート）３０２，３０３は、管路３３，３４内の圧力を検出するためのポートで、例えば、ブルドン管圧力計等の圧力測定装置を取り付けることができる。油圧ポート３０２，３０３に圧力測定装置を取り付けると、各管路３３，３４を流通する圧油の圧力、すなわち旋回油圧モータ２３の前後圧を機械的に計測することができる。すなわち、各管路３３、３４内の圧油の圧力を直接計測することができる。

２つの管路３３，３４を接続する管路３５にはリリーフバルブ４０１，４０２が設置されている。リリーフバルブ４０１，４０２は旋回の加減速時等に発生する異常圧をカットして回路を保護している。

油圧ポンプ２２とエンジン２１の間にはアシスト発電モータ（発電電動機）１０２が連結されている。アシスト発電モータ１０２は、エンジン２１の動力を電気エネルギーに変換してインバータ装置５２，５３に電気エネルギーを出力する発電機としての機能に加え、キャパシタ１０４から供給される電気エネルギーを利用して、油圧ポンプ２２をアシスト駆動する電動機としての機能を有する。インバータ装置５２は、キャパシタ１０４の電気エネルギーを交流電力に変換してアシスト発電モータ１０２に供給し、油圧ポンプ２２をアシスト駆動する。

なお、本実施の形態では、操作装置２６から出力されるパイロット圧（油圧操作信号）を圧力センサ１０５，１０６で検出して電気信号に変換してメインコントローラ３０に出力しているが、操作装置２６の操作量に応じた電気操作信号を直接出力する構成を採用しても良い。この場合には、操作装置２６における操作レバー２６ａの回転変位を検出する位置センサ（例えば、ロータリーエンコーダ）を利用することができる。また、本実施の形態では、パイロット圧を作用させてコントロールバルブ２４のスプール位置を制御しているが、コントロールバルブ２４を電気信号によってスプール位置が制御される電磁弁としても良い。さらに、本実施の形態では、圧力センサ１０５，１０６のみで操作装置２６の操作量を検出しているが、例えば、圧力センサ１０５，１０６と上記位置センサの組合せ等、検出方式の異なるセンサを組み合わせて用いることもできる。このようにすれば、一のセンサに不具合が生じた場合にも他のセンサで対応することができるので、システムの信頼性を向上できる。

入力装置３９は、オペレータが所望する旋回体２の駆動モードを入力するためのもの（例えば、スイッチ等）であり、例えば後述する図６に示したものがある。入力装置３９を介して入力可能な駆動モードとしては、（１）旋回油圧モータ２３を単独駆動するモード（油圧単独駆動モード）と、（２）旋回電動モータ１０１を単独駆動するモード（電動単独駆動モード）と、（３）旋回電動モータ１０１と旋回油圧モータ２３を複合駆動する通常の駆動モード（複合駆動モード）の３つの駆動モードがある。ここで、（１）油圧単独駆動モード及び（２）電動単独駆動モードは、異常発生時や検査・試験時等に各アクチュエータ２３，１０１の出力を確認するためのモードであり、（３）複合駆動モードは各アクチュエータ２３，１０１を同時に駆動させることで通常の旋回動作を行うためのモードである。

入力装置３９を介してオペレータによって指定された駆動モードは、駆動モード信号としてメインコントローラ３０に出力される。ここで、駆動モード信号としては、（１）油圧単独駆動モードが選択された場合に出力される「油圧駆動信号」と、（２）電動単独駆動モードが選択された場合に出力される「電動駆動信号」と、（３）複合駆動モードが選択された場合に出力される「複合駆動信号」がある。

表示装置（モニタ）３１は、メインコントローラ３０から入力される表示信号（表示指令）に基づいて画面を表示するためのもので、接続端子３０５を介してメインコントローラ３０に接続されている。表示装置３１には、入力装置３９を介した駆動モードの選択に際して必要な情報が表示される。また、表示装置３１には、旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１の各種状態を検出する各種センサ（例えば、圧力センサ１２１，１２２、位置センサ１８、３相モータ電流センサ１９）の出力値等が表示されることがあり、操作装置２６を介して所定の操作をオペレータに要求するための指示が表示されることもある。なお、入力機能付きの表示装置（例えば、表示装置自体が入力装置になるタッチパネル）を搭載することで、入力装置３９を省略しても良い。

メインコントローラ３０は、旋回電動モータ１０１の駆動制御、表示装置３１の表示制御、電磁切換弁２０１，２０２の位置制御に関する処理を実行するためのもので、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等で構成される記憶装置と、当該記憶装置に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する演算制御装置（ＣＰＵ）を備えている。

メインコントローラ３０に入力される信号としては、入力装置３９（又は表示装置３１でも良い）から出力される駆動モード信号（油圧駆動信号、電動駆動信号、複合駆動信号）と、エンジン回転数センサ１３１からの出力値と、圧力センサ１０５，１０６からの出力値と、圧力センサ１２１，１２２からの出力値と、パワーコントローラ５５から出力される各種信号がある。一方、メインコントローラ３０から出力される信号としては、パワーコントローラ５５に出力して旋回電動モータ１０１を制御するための電動操作信号と、電磁切換弁２０１，２０２に出力してコントロールバルブ２４への油圧操作信号の入力を遮断するための遮断信号（油圧遮断信号）と、パワーコントローラ５５に出力してパワーコントローラへの電動操作信号の入力を遮断するための遮断信号（電動遮断信号）と、表示装置３１に出力するための表示信号がある。

メインコントローラ３０は、圧力センサ１０５，１０６からの出力値、パワーコントローラ５５を介して入力される旋回電動モータ１０１の実際の回転速度（実速度V）とに基づいて旋回電動モータ１０１の目標速度V*を算出し、当該目標速度V*に応じた旋回電動モータ１０１の操作信号（電動操作信号（速度指令））をパワーコントローラ５５に出力する。ここで、旋回電動モータ１０１の実速度Ｖは位置センサ１８で検出される回転位置から算出できる。

また、メインコントローラ３０は、上部旋回体２の制動時には、旋回電動モータ１０１から電気エネルギーを回収する動力回生制御も行う。さらに、動力回生制御時や、油圧負荷が軽くて余剰電力が発生するような場合に当該回収電力や余剰電力をキャパシタ１０４に蓄える制御も行う。

パワーコントロールユニット１０３は、アシスト発電モータ１０２を制御するためのインバータ装置（電力変換装置）５２と、旋回電動モータ１０１を制御するためのインバータ装置（電力変換装置）５３と、キャパシタ１０４からの直流電力を所定の母線電圧に昇圧してインバータ装置５２，５３に出力するためのチョッパ５１と、母線電圧を安定化させるための平滑コンデンサ５４と、パワーコントローラ５５を備えている。インバータ装置５２，５３、チョッパ５１及びメインコントローラ３０は、通信線を介して制御に必要な信号のやり取りを行う。

インバータ装置（電力変換装置）５２，５３は、チョッパ５１を介してキャパシタ１０４に接続されている。インバータ装置５２，５３は、キャパシタ１０４に充電された直流電力をスイッチングにより交流電力（三相交流）に変換して旋回電動モータ１０１、アシスト発電モータ１０２に供給することで旋回電動モータ１０１、アシスト発電モータ１０２を制御している。また、インバータ装置５２，５３は、スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ））を有するインバータ回路と、当該インバータ回路の駆動制御を行うドライバ回路を備えている。

キャパシタ１０４は、チョッパ５１を介してインバータ装置５２，５３に電力を供給したり、アシスト発電モータ１０２が発生した電気エネルギーや旋回電動モータ１０１から回生される電気エネルギーを蓄えたりする。キャパシタ１０４は、バッテリ等の蓄電装置に代替しても良い。

パワーコントローラ５５は、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行する手段として、演算制御装置（ＣＰＵ）を備えている。

パワーコントローラ５５には、メインコントローラ３０から入力される電動操作信号（速度指令）と、圧力センサ１０５，１０６から出力される圧力情報と、位置センサ１８から出力される旋回電動モータ１０１の回転位置情報と、３相モータ電流センサ１９から出力される実電流情報が入力されている。

パワーコントローラ５５は、位置センサ１８と電流センサ１９の情報を利用して、メインコントローラ３０から入力した速度指令を満たすようにインバータ装置５３に対してゲート制御信号を出力する。すなわち、メインコントローラ３０から入力される電動操作信号と、機器性能の制約等で規定されるトルク制限と、位置センサ１８で検出される旋回電動モータ１０１の回転位置（実速度V）と、３相モータ電流センサ１９（図３参照）で検出される電流値（実電流）とを考慮して生成したトルク指令（制御信号）を出力し、当該トルク指令に基づいてインバータ装置５３におけるスイッチング素子のオン・オフを制御することで旋回電動モータ１０１を制御する。

また、パワーコントローラ５５は、位置センサ１８によって検出される旋回電動モータ１０１の回転位置から旋回電動モータ１０１の実速度Vを算出してメインコントローラ３０に出力（フィードバック）する。

なお、本実施の形態では、メインコントローラ３０からの電動操作信号として、速度指令を出力しているが、これに代えて旋回トルク指令を用いることもできる。この場合、パワーコントローラ５５は、メインコントローラ３０に旋回電動モータ１０１の実トルク値をフィードバックすることになる。

図３は本発明の各実施の形態におけるパワーコントローラ５５の機能ブロック図である。この図に示すように、パワーコントローラ５５は、速度制御部６０と、トルク制御部６１と、ＰＷＭ制御部６２と、速度演算部６４を備えており、フィードバック制御により旋回電動モータ１０１の速度を制御している。

速度制御部６０は、速度演算部６４で演算される実速度Vが速度指令（目標速度V*）に追従するように、トルク制御部６１に対するトルク指令を生成する処理を実行する部分である。

トルク制御部６１は、速度制御部６０で生成されたトルク指令に実トルクが追従するよう電圧指令を生成する処理を実行する部分である。トルク制御部６１は、さらに、油圧ショベルに係る機器性能の制約等に起因して、速度制御部６０から出力されるトルク指令に電動モータ１６を追従させることができない場合には、当該トルク指令に制限をかける処理（すなわち、速度制御部６０から出力されるトルク指令を必要に応じて低減する処理）を実行する。

ＰＷＭ制御部６２は、パルス幅変調方式（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により、ゲート制御信号を生成する処理を実行する部分である。

速度制御部６０で生成されたトルク指令は、トルク制御部６１による補正を受けて電圧指令に変換される。トルク制御部６１で生成された電圧指令は、ＰＷＭ制御部６２に出力されてゲート制御信号に変換される。ＰＷＭ制御部６２で生成されたゲート制御信号は、インバータ装置５３に出力される。なお、本実施の形態では、電流センサ１９の実電流がトルク指令に相当する電流指令に追従するようにフィードバック制御することで、旋回電動モータ１０１のトルク制御を行っている。

速度演算部６４は、上部旋回体２の実速度Vを演算する部分である。速度演算部６４には、位置センサ１８から出力される旋回電動モータ１０１の回転位置情報（レゾルバ信号）が入力されており、速度演算部６４は当該回転位置情報から実速度Vを算出している。

ところで、入力装置３９から電動駆動信号が入力されているとき（すなわち、油圧駆動信号及び複合駆動信号が入力されているときは除く）、メインコントローラ３０は電磁切換弁２０１，２０２に対して遮断信号を出力する。

電磁切換弁２０１，２０２は、コントロールバルブ２４への油圧操作信号の入力・遮断を切り換えるためのもので、電磁切換弁２０１はパイロット管路２８に設置されており、電磁切換弁２０２はパイロット管路２９に設置されている。電磁切換弁２０１，２０２にはメインコントローラ３０から遮断信号が入力されるようになっており、電磁切換弁２０１，２０２の切換位置は当該遮断信号を受信すると図２における位置１から位置２に切り換えられる。すなわち、電磁切換弁２０１，２０２は、複合駆動モード及び油圧単独駆動モードが選択されているときには位置１に位置し、電動単独駆動モードが選択されているときには位置２に位置する。電磁切換弁２０１，２０２の切換位置が位置２に切り換えられると、操作装置２６からコントロールバルブ２４に出力されるパイロット圧（油圧操作信号）が遮断され、コントロールバルブ２４は図２に示した中立位置で保持される。これにより、油圧ポンプ２２からの圧油の供給が遮断されるので、旋回油圧モータ２３は駆動されない。

次に、本実施の形態に係る油圧ショベルにおける旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２４の出力確認方法について図面を用いて説明する。図４は本発明の第１の実施の形態に係る旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力確認処理のフローチャートであり、図５は表示装置３１に表示されるモード選択画面の一例を示す図であり、図６は入力装置３９の一例を示す図であり、図７は表示装置３１に表示される操作指示画面の一例を示す図である。

上記のように構成される油圧ショベルの組立後や稼働現場において、旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力異常が疑われる等して各アクチュエータ出力の確認が必要な場合には、次に説明する手順により旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の機能及び出力を個別に確認する。

まず旋回電動モータ１０１の出力を確認する場合について説明する。旋回電動モータ１０１の出力確認をする場合には、操作装置２６を非操作状態としエンジン２１を所定の回転数で保持し、出力確認処理を開始する。処理が開始されると、メインコントローラ３０は、モード選択画面４１（図５）を画面上に表示するための表示信号を表示装置３１に出力する（Ｓ５０１）。この状態で、オペレータは入力装置３９（図６）の上下ボタン７１，７２で画面４１上のカーソル４２を移動し、「２：電動単独駆動モード」を選択する。これにより駆動モード信号として電動駆動信号がメインコントローラ３０に出力される。駆動モード信号の入力を受けたメインコントローラ３０は次の処理に進む（Ｓ５０２）。

駆動モード信号が電動駆動信号の場合には（Ｓ５０５）、メインコントローラ３０は電磁切換弁２０１，２０２に遮断信号（油圧遮断信号）を出力する（Ｓ５０６）。これにより電磁切換弁２０１，２０２の切換位置は位置１から位置２に切り換えられる。

メインコントローラ３０は、電磁切換弁２０１，２０２の切り換え後、操作指示画面４３（図７）を画面上に表示するための表示信号を表示装置３１に出力する（Ｓ５０８）。表示装置３１には、出力確認の準備が完了した旨とともにオペレータによる操作装置２６の操作を要求する旨が操作指示画面４３として表示される。

オペレータが操作指示画面４３の操作指示にしたがって操作装置２６を操作すると（Ｓ５０９）、操作装置２６の操作量に応じてパイロット管路２８，２９にパイロット圧が発生する。このとき、電磁切換弁２０１，２０２により回路が遮断されているため、電磁切換弁２０１，２０２の下流にはパイロット圧が発生せずコントロールバルブ２４は中立位置で保持される。メインコントローラ３０は、圧力センサ１０５，１０６の出力値に基づいて電動操作信号を生成し、パワーコントローラ５５に出力する。パワーコントローラ５５は、入力される電動操作信号に基づいて旋回電動モータ１０１を駆動する。これにより、上部旋回体２を駆動する２つのアクチュエータ（旋回電動モータ１０１及び旋回油圧モータ２３）のうち旋回電動モータ１０１を単独で駆動することができるので、旋回電動モータ１０１のみの出力を確認することができる。

旋回電動モータ１０１の出力は電流値に比例する。そのため、旋回電動モータ１０１の出力の確認方法としては、旋回電動モータ１０１に接続された電力線を流れる電流値を測定し、当該測定値から旋回電動モータ１０１の出力トルクを算出するものがある。本実施の形態にように旋回電動モータ１０１が３相モータである場合には各相の電流値を測定すれば良い。各相の電流値を測定する測定装置としては、例えば、電気回路を開くことなく電流値を測定できるクランプメータ（架線電流計）が利用可能である。クランプメータによる電流測定作業を容易にする観点及び当該測定値の誤差を抑制する観点からは、クランプメータにおけるトランスコアの中心部で各電力線を挟み込めることが好ましい。この点を鑑み、本実施の形態では、電力線の被覆上からクランプメータを取り付けやすくするために、旋回電動モータ１０１における３本の電力線の間隔を所定の値に保持した測定部３８（図２参照）を設けている。作業効率を向上する観点から測定部３８は外部からアクセス容易な箇所に設置することが好ましい。また、クランプメータ等の電流測定装置を測定部３８に予め取り付けた構成とし、当該電流測定装置の出力値を確認することで旋回電動モータ１０１の出力を確認しても良い。

また、旋回電動モータ１０１の回転方向を検出することで、操作装置２６による操作方向と上部旋回体２の回転方向が一致しているか否かを確認することができる。旋回電動モータ１０１の回転方向は例えば検相器（好ましくは非接触型検相器）を利用すれば検出することができる。なお、検相器で位相を検出する際にはクリップを各電力線に取り付ける必要があるため、クランプメータと同様に測定部３８を利用することが好ましい。

さらに、旋回電動モータ１０１の出力の確認方法としては、旋回電動モータ１０１に接続された電力線を流れる電流の電圧値を測定し、当該測定値から旋回電動モータ１０１の出力トルクを算出しても良い。この場合、電力線の被覆上からの電圧測定が可能な非接触式の電圧測定装置を利用すれば、先の電流値の測定と同様に測定部３８を利用した容易な電圧測定が可能である。また、電圧測定装置を予め取り付けた構成とし、当該測定装置の出力値を確認することで旋回電動モータ１０１の出力を確認しても良い。このように、測定部３８には、電力線を流れる電流の値及び位相並びに電圧の値のうち少なくとも１つを測定するための測定装置（例えば、クランプメータ、検相器及び電圧測定装置）を取り付けることができる。

ところで、本実施の形態では、旋回電動モータ１０１の出力軸は旋回油圧モータ２３の出力軸と連結されている。そのため、旋回電動モータ１０１から旋回油圧モータ２３に入力されるトルクを測定することで旋回電動モータ１０１の出力トルクを間接的に確認しても良い。この場合、旋回油圧モータ２３は油圧ポンプとして機能する。旋回油圧モータ２３に入力されるトルクは、旋回油圧モータ２３の容量ｑと前後差圧ΔPの積に比例する。そのため、旋回油圧モータ２３への入力トルクの確認方法としては、旋回油圧モータ２３の前後差圧ΔＰを測定し、当該測定値から旋回油圧モータ２３への入力トルクを算出するものがある。前後差圧ΔＰを測定する測定装置としては、例えば、ブルドン管圧力計が利用可能である。そこで、本実施の形態では、ブルドン管圧力計を取り付けるための一対の油圧ポート３０２，３０３を旋回油圧モータ２３に接続された管路３３，３４に設けている。また、油圧ポート３０２，３０３に予めブルドン管圧力計等の圧力測定装置を取り付けた構成とし、当該圧力測定装置の検出値を確認することで旋回油圧モータ２３への入力トルクを確認しても良い。なお、旋回油圧モータ２３への入力トルクが、リリーフバルブ４０１，４０２のリリーフ圧と容量ｑで定義されるトルクより小さい間は、旋回油圧モータ２３（上部旋回体２）は停止状態を保持する。

また、油圧ポート３０２，３０３における圧力の大小を比較することで、旋回油圧モータ２３の回転方向を検出することができる。これにより当該電動モータの回転方向と操作装置２６による操作方向が一致しているか否かを確認することができる。

なお、旋回油圧モータ２３への入力トルクが、リリーフバルブ４０１，４０２のリリーフ圧と旋回油圧モータ２３の容量ｑとで定義されるトルクより大きくなる場合には、リリーフバルブ４０１，４０２が作動するためトルクの算出が難しくなる。しかし、リリーフバルブ４０１，４０２が作動した圧力を圧力センサ１２１，１２２や油圧ポート３０２，３０３に取り付けた圧力測定装置等で計測し、当該計測圧力をリリーフバルブ４０１，４０２の設定リリーフ圧と比較することにより、リリーフバルブ４０１，４０２が正常に作動しているか否かを確認することができる。

次に旋回油圧モータ２３の出力を確認する場合について説明する。旋回油圧モータ２４の出力確認をする場合も、先と同様に操作装置２６を非操作状態としエンジン２１を所定の回転数で保持し、出力確認処理を開始する。処理が開始されると、メインコントローラ３０は、モード選択画面４１（図５）を画面上に表示するための表示信号を表示装置３１に出力する（Ｓ５０１）。この状態で、オペレータは入力装置３９（図６）の上下ボタン７１，７２で画面４１上のカーソル４２を移動し、「１：油圧単独駆動モード」を選択する。これにより駆動モード信号として油圧駆動信号がメインコントローラ３０に出力される。駆動モード信号の入力を受けたメインコントローラ３０は次の処理に進む（Ｓ５０２）。

駆動モード信号が油圧駆動信号の場合には（Ｓ５０３）、メインコントローラ３０はパワーコントローラ５５に遮断信号（電動遮断信号）を出力する（Ｓ５０４）。これによりパワーコントローラ５５は、圧力センサ１０５，１０６の出力値に関わらず、旋回電動モータ１０１の駆動制御を中断する。

メインコントローラ３０は、電動遮断信号の出力後、操作指示画面４３（図７）を画面上に表示するための表示信号を表示装置３１に出力する（Ｓ５０８）。表示装置３１には、出力確認の準備が完了した旨とともにオペレータによる操作装置２６の操作を要求する旨が表示される。

オペレータが操作指示画面４３の操作指示にしたがって操作装置２６を操作すると（Ｓ５０９）、操作装置２６の操作量に応じてパイロット管路２８，２９に発生するパイロット圧によってコントロールバルブ２４のスプールが切り換えられる。これにより油圧ポンプ２２から圧油が供給され旋回油圧モータ２３が駆動され、旋回油圧モータ２３の出力トルクに応じた圧力が管路３３，３４に発生する。これにより、上部旋回体２を駆動する２つのアクチュエータのうち旋回油圧モータ２３を単独で駆動することができるので、旋回油圧モータ２３のみの出力を確認することができる。

旋回油圧モータ２３の出力トルクは、先述の通り、旋回油圧モータ２３の容量ｑと前後差圧ΔPの積に比例する。そのため、旋回油圧モータ２３の前後差圧ΔＰを測定し、当該測定値から旋回油圧モータ２３の出力トルクを算出すれば良い。また、この場合についても、旋回油圧モータ２３の出力トルクを算出する代わりに、旋回油圧モータ２３から旋回電動モータ１０１への入力トルクを算出しても旋回油圧モータ２３の出力を確認しても良い。

このように上部旋回体２の旋回駆動を駆動源の異なる旋回油圧モータ２３と旋回電動モータ１０１とで行なう場合、旋回電動モータ１０１の機能及び出力の確認には、旋回電動モータ１０１と共に上部旋回体２を旋回駆動させる旋回油圧モータ２３の状態量を利用し、旋回油圧モータ２３の機能及び出力の確認には、旋回電動モータ１０１の状態量を利用することで、別途専用の計測器等を用いることなく簡便な機器を用いて確認を行なうことが可能になる。

以上のように本実施の形態によれば、共通の駆動対象（上部旋回体２）を駆動するための２つのアクチュエータ（旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１）のうち１つだけを駆動することができる。これにより、一方のアクチュエータの出力トルクを容易に確認できるで、異常が発生しているアクチュエータを容易に特定することができる。

なお、上記の実施の形態では、アクチュエータが２つの場合について説明したが、アクチュエータが３つ以上存在する場合にも適用可能である。この場合には、出力確認対象となる１つのアクチュエータを除いた他の全てのアクチュエータに対して本実施の形態と同様の遮断信号を出力すれば良い。

次に本発明の第２の実施の形態について説明する。上記の第１の実施の形態では、圧力測定装置（ブルドン管圧力計）や電流測定装置（クランプメータ）を用いて作業員等の人が差圧値や電流値を測定することで旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１のトルクを算出することとしたが、本実施の形態では、旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１の駆動制御のために油圧ショベルに内蔵されている検出器（圧力センサ１２１，１２２、３相モータ電流センサ１９）の検出値を表示装置に出力することで各アクチュエータの出力確認を行うものとする。この場合には、圧力センサ１２１，１２２と電流センサ１９の検出値をメインコントローラ３０に出力し、当該出力値を表示するための表示信号をメインコントローラ３０から表示装置３１に出力するように構成すれば良い。

図８は本発明の第２の実施の形態に係る旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力確認処理のフローチャートであり、図９は表示装置３１に表示されるセンサ出力値確認画面の一例を示す図である。

図８において、Ｓ５０１〜Ｓ５０９までは先に説明した図４の処理と同様とする。油圧単独駆動モード又は電動単独駆動モードが選択された場合において、表示装置３１に操作指示画面４３が表示され（Ｓ５０８）、操作装置２６を介して旋回操作が入力されたら（Ｓ５０９）、圧力センサ１２１，１２２と電流センサ１９の出力値がメインコントローラ３０に入力される（Ｓ５１０）。メインコントローラ３０は、圧力センサ１２１，１２２出力値から差圧値を算出し、当該差圧値と電流センサ１９の検出値を画面上に表示するための表示信号を表示装置３１に出力する（Ｓ５１１）。これにより表示装置３１のセンサ出力値確認画面４４上に圧力センサ１２１，１２２による差圧値と電流センサ１９による電流値が表示される。

また、確認画面４４に表示される差圧値と電流値の値が正常の範囲に含まれるか否かの判断を容易にする観点から、旋回油圧モータ２３と旋回電動モータ１０１に係る異常検出の基準となる差圧値用の基準値Ｃｐと電流値用の基準値Ｃｉを表示することが好ましい。基準値としては、オペレータによって操作装置２６が操作指示画面４３の内容に基づいて操作されたとき（すなわち、ここでは、油圧単独駆動モード又は電動単独駆動モードで旋回レバーが最大ストロークまで操作されたとき）における各値の正常な値を設定し、設定した基準値はメインコントローラ３０内の記憶装置に記憶しておくものとする。なお、これらの基準値には所定の範囲を持たせても良い。図９に示した例では、差圧値の基準値としてＣｐ１〜Ｃｐ２と幅のある値を設定しており、電流値の基準値としてはＣｉ１〜Ｃｉ２と幅のある値を設定している。差圧値と電流値が各基準値の範囲内にあれば正常であることが確認できる。また、基準値に代えて、検出値（差圧値及び電流値）と基準値との比較値として両者の差を表示しても良い。すなわち、検出値と基準値の関係が容易に理解可能であればその他の表示方法でも良い。また、上記では差圧値、電流値、比較値等を表示するものとしたが、各アクチュエータ２３，１０１に係る算出トルクを表示しても良い。

さらに、図９に示した例では、旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１が左右のうち一方向に回転する場合には差圧値及び電流値に符号「＋」を付して表示している。また、図示しないが、旋回モータ２３及び旋回電動モータ１０１が他方向に回転する場合には差圧値及び電流値に符号「−」を付して表示するものとする。このように回転方向を確認画面４４上で明示すると、旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１の回転方向と操作装置２６の操作方向が一致しているかどうかを容易に確認することができる。

なお、ここでは、各センサ１２１，１２２，１９の出力値（状態信号）を駆動モードに関わらず同時に表示することとしたが、各駆動モードにおける出力確認に必要なセンサ値のみを表示するように構成しても良い。すなわち、表示装置３１では、油圧単独駆動モード又電動単独駆動モードの選択時に、差圧値と電流値の少なくとも一方の出力値を表示すれば良い。

また、ここでは、電動アクチュエータ１０１に接続された電力線の電流の状態を検出するための検出器として、各電力線の電流値を検出する電流センサ１９を例に挙げて説明したが、当該各電力線の線間電圧又は相電圧を検出するための電圧センサを、電流センサ１９に加えて又は電流センサ１９に代えて設置し、当該電圧センサの出力値を表示装置３１に表示するように構成しても良い。また、その際には、電圧値用の基準値Ｃｅを表示装置３１に表示することが好ましいのはいうまでもない。

また、ここでは、旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１の駆動制御のために油圧ショベルに内蔵されている検出器（圧力センサ１２１，１２２、３相モータ電流センサ１９）の検出値を表示装置３１に出力することとしたが、各アクチュエータ２３，１０１の出力を確認するための状態値を検出する装置（例えば、先述のブルドン管圧力計、クランプメータ及び検相器等）を別途設置し、当該検出装置の出力値をメインコントローラ３０に出力して表示装置３１に表示させても良い。

次に本発明の第３の実施の形態について説明する。上記の各実施の形態では旋回油圧モータ２３及び旋回電動モータ１０１の出力トルクを算出することで異常が発生しているアクチュエータを特定した。しかし、次に説明するように油圧ショベルを構成することで、油圧単独駆動モード又は電動単独駆動モードにおいて旋回油圧モータ２３又は旋回電動モータ１０１によって上部旋回体２を旋回させ、その旋回方向、旋回速度、旋回加速度等をさらに測定することで異常が発生しているアクチュエータを特定しても良い。

図１０は本発明の第３の実施の形態における旋回油圧モータ回路２３０Ａの構成図である。この図に示す旋回油圧モータ回路２３０Ａは、電磁切換弁（管路連通手段）７６を備えている点で、先の各実施の形態における旋回油圧モータ回路２３０（図２参照）と異なる。なお、その他の部分については、油圧単独駆動モードが選択されているときにメインコントローラ３０がトルクゼロ信号を出力する点を除いて先の実施の形態と同じである。

電磁切換弁７６は、旋回油圧モータ２３への圧油の供給・排出を行う２つの管路３３，３４の連通・遮断を切り換えるためのもので、当該２つの管路３３，３４を接続する管路７７に設置されている。電磁切換弁７６にはメインコントローラ３０から連通信号が入力されるようになっており、電磁切換弁７６の切換位置は当該連通信号を受信すると図１０における位置１から位置２に切り換えられる。すなわち、電磁切換弁７６は、電動単独駆動モードが選択されているときには位置２に位置し、それ以外の場合（複合駆動モード及び油圧単独駆動モードが選択されているとき）は位置１に位置する。連通信号を受信して電磁切換弁７６の切換位置が位置２に切り換えられると２つの管路３３，３４が連通する。これにより旋回油圧モータ２３に旋回電動モータ１０１からトルクが入力されると旋回油圧モータ２３が回転駆動される。

なお、本実施の形態では、２つの管路３３，３４の連通手段として電磁切換弁７６を利用したが、電動単独駆動モードが選択されている場合に、２つの油圧ポート３０２，３０３を一時的に接続する等しても良いし、リリーフバルブ４０１，４０２のどちらか一方をリリーフする構成としても良い。後者のようにリリーフバルブ４０１，４０２を用いる場合には、圧油の流通方向の下流側に位置するリリーフバルブ４０１，４０２をリリーフするようにすれば良い。すなわち、圧油が管路３３から旋回油圧モータ２３を介して管路３４に向かって流通する場合にはリリーフバルブ４０２をリリーフし、圧油の流通方向が反対の場合にはリリーフバルブ４０１をリリーフすれば良い。なお、このようにリリーフバルブ４０１，４０２を利用した場合には、正常な方向から圧油が供給されないと旋回油圧モータ２３は回転しない。そのため、操作装置２６の操作方向と油圧モータ２３の回転方向が一致しているか否かも確認することができるというメリットがある。

ところで、本実施の形態におけるメインコントローラ３０は、先の各実施の形態で説明した機能に加えて、油圧単独駆動モードが選択されているときにトルクゼロ信号をパワーコントローラ５５に出力する機能を備える。トルクゼロ信号とは、旋回電動モータ１０１が発生するトルクがゼロになるように旋回電動モータ１０１を制御するために出力する電動操作信号のことである。トルクゼロ信号が入力されると、パワーコントローラ５５は、発生するトルクがゼロになるように旋回電動モータ１０１を制御するので、上部旋回体２は旋回油圧モータ２３が発生するトルクのみで旋回駆動される。

図１１は本発明の第３の実施の形態に係る旋回電動モータ１０１又は旋回油圧モータ２３の出力確認処理のフローチャートである。図１１において、Ｓ５０１〜Ｓ５０９は先に説明した図４等の処理と同様とし、説明は適宜省略する。

入力装置３９を介してオペレータによって電動単独駆動モードが選択された場合には（Ｓ５０５）、駆動モード信号として電動駆動信号がメインコントローラ３０に出力される。このとき、メインコントローラ３０は、電磁切換弁２０１，２０２に油圧遮断信号を出力し（Ｓ５０６）、さらに、電磁切換弁７６に連通信号を出力する（Ｓ５２２）。これにより電磁切換弁７６の切換位置は位置１から位置２に切り換えられ、２つの管路３３，３４が管路７７を介して連通される。

オペレータが操作指示画面４３の操作指示にしたがって操作装置２６を操作すると（Ｓ５０８，５０９）、操作装置２６の操作量に応じてパイロット管路２８，２９にパイロット圧が発生する。このとき、電磁切換弁２０１，２０２により回路が遮断されているため、コントロールバルブ２４は中立位置で保持される。パワーコントローラ５５は、メインコントローラ３０から入力される電動操作信号に基づいて旋回電動モータ１０１を駆動する。これにより、上部旋回体２を駆動する２つのアクチュエータ（旋回電動モータ１０１及び旋回油圧モータ２３）のうち旋回電動モータ１０１を単独で駆動することができるので、旋回電動モータ１０１のみの出力を確認することができる。

本実施の形態においては、旋回油圧モータ２３に接続された２つの管路３３，３４が管路７７を介して連通されるため、旋回電動モータ１０１から入力されるトルクによって旋回油圧モータ２３が回転して上部旋回体２が旋回駆動される。これにより、先の実施の形態で説明した旋回電動モータ１０１のトルクの計測に加えて、上部旋回体２の回転方向、旋回速度及び旋回加速度の測定が可能となる。上部旋回体２の旋回速度を測定する方法としては、操作指示画面４３の指示にしたがって旋回レバーを最大ストロークまで操作して所定時間経過後の等速運動状態において上部旋回体２が所定回数回転するまでに要した時間を測定するものがある。また、上部旋回体２の旋回加速度を測定する方法としては所定の一の姿勢から他の姿勢に至るまでに要する時間（例えば、旋回レバーを一気に最大ストロークまで操作して上部旋回体２を９０度旋回させるまでに要した時間）を計測するものがある。

したがって、本実施の形態によれば、これらの観点からも旋回電動モータ１０１の出力・機能を確認することができる。なお、上記において、旋回速度や旋回加速度の測定には、位置センサ１８の出力値を利用しても良く、当該出力値を表示装置３１に表示しても良い。またさらにメインコントローラ３０において当該出力値から旋回速度や旋回加速度を算出して表示装置３１に表示しても良い。また、その際に異常検出の基準となる基準値を表示しても良い。

一方、入力装置３９を介してオペレータによって油圧単独駆動モードが選択された場合には（Ｓ５０３）、駆動モード信号として油圧駆動信号がメインコントローラ３０に出力される。このとき、メインコントローラ３０は、電動遮断信号の代わりにトルクゼロ信号をパワーコントローラ５５に出力する（Ｓ５２１）。これによりパワーコントローラ５５は、圧力センサ１０５，１０６の出力値に関わらず、トルクがゼロになるように旋回電動モータ１０１を制御する。

オペレータが操作指示画面４３の操作指示にしたがって操作装置２６を操作すると（Ｓ５０８，５０９）、操作装置２６の操作量に応じてパイロット管路２８，２９に発生するパイロット圧によってコントロールバルブ２４のスプールが切り換えられる。これにより旋回油圧モータ２３が駆動され、旋回油圧モータ２３の出力トルクに応じた圧力が管路３３，３４に発生する。これにより、上部旋回体２を駆動する２つのアクチュエータのうち旋回油圧モータ２３を単独で駆動することができるので、旋回油圧モータ２３のみの出力を確認することができる。

本実施の形態においては、旋回電動モータ１０１がトルクゼロ信号に基づいて制御されるため、旋回油圧モータ２３が発生するトルクのみで上部旋回体２を旋回駆動できる。これにより、先の実施の形態で説明した旋回油圧モータ２３のトルクの計測に加えて、上部旋回体２の回転方向、旋回速度及び旋回加速度の測定が可能となる。上部旋回体２の旋回速度を測定する方法としては、先に説明したものがある。したがって、本実施の形態によれば、これらの観点からも旋回油圧モータ２３の出力・機能を確認することができる。なお、上記において、旋回速度や旋回加速度の測定には位置センサ１８の出力値を利用しても良く、当該出力値から旋回速度や旋回加速度を算出し表示する等しても良い。

したがって、本実施の形態によれば、旋回電動モータ１０１及び旋回油圧モータ２３の出力・機能を上部旋回体２の旋回速度や旋回加速度等の観点からも確認することができる。

ところで、上記の各実施の形態では、表示装置３１として油圧ショベルの運転室内に設置されたモニタを利用しつつ、同じく運転室内に設置された入力装置３９を利用する場合について説明したが、これらと同様の表示機能と入力機能を有する情報端末（例えば、携帯情報端末（Personal Digital Assistant）やラップトップパソコン等）を接続端子３０１（図２参照）を介してメインコントローラ３０と接続し、当該情報端末を介して入力及び表示するように構成しても良い。

また、上記では、アシスト発電モータ１０２で発電した電力（電気エネルギー）をキャパシタ１０４に一旦蓄えた後に旋回電動モータ（電動アクチュエータ）１０１に供給することを前提に説明したが、アシスト発電モータ１０２で発電した電力で旋回電動モータ１０１を直接駆動しても良い。すなわち、電動アクチュエータに電力を供給する手段としては、キャパシタ１０４をはじめとする蓄電装置に限られず、アシスト発電モータ１０２をはじめとする各種の給電装置が利用可能である。

１８ 位置センサ
１９ 電流センサ
２１ エンジン
２２ 油圧ポンプ
２３ 旋回油圧モータ
２４ コントロールバルブ（方向切換弁）
２６ 操作装置
２７ パイロットバルブ油圧源
２８，２９ パイロット管路
３０ メインコントローラ
３１ 表示装置（モニタ）
３２，３３，３４ 管路
３８ 測定部
３９ 入力装置
５５ パワーコントローラ
７６ 電磁切換弁
１０１ 旋回電動モータ
１０２ アシスト発電モータ
１０３ パワーコントロールユニット
１０４ キャパシタ（給電装置）
１０５，１０６ 圧力センサ（パイロット圧検出手段）
１２１，１２２ 圧力センサ（旋回駆動圧検出手段）
１３１ エンジン回転数センサ
２０１，２０２ 電磁弁
３０１，３０５ 外部接続端子
３０２，３０３ 油圧ポート（圧力検出ポート）
４０１，４０２ リリーフバルブ

Claims (9)

1. 少なくとも一の油圧アクチュエータ（２３）と一の電動アクチュエータ（１０１）を含み、共通の駆動対象（２）を駆動するための２以上のアクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプ（２２）と、
   前記電動アクチュエータに電気を供給するための給電装置（１０２，１０４）と、
   前記油圧アクチュエータと前記電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置（２６）と、
   前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記油圧アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う油圧単独駆動モードと、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記電動アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う電動単独駆動モードとの切り換えを行う制御装置（３０）と、
   前記油圧単独駆動モードと前記電動単独駆動モードのうちいずれかをオペレータが選択するための入力装置（３９）とを備え、
   前記制御装置は、前記入力装置で選択された駆動モードに応じて前記駆動対象の駆動モードを切り換えることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための管路及び前記油圧アクチュエータから圧油を排出するための管路に設けられた１対の油圧ポート（３０２，３０３）と、
   前記電動アクチュエータに接続された電力線を流れる電流の値及び位相並びに電圧の値のうち少なくとも１つを測定するための測定装置を取り付けるための測定部（３８）とを更に備えることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記油圧アクチュエータの前後圧を出力するための第１検出器（１２１，１２２）と、
   前記電動アクチュエータに接続された電力線の電流の状態を出力するための第２検出器（１９）と、
   前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードの選択時に前記第１検出器及び前記第２検出器の少なくとも一方の出力値が表示される表示手段（３１）を接続するための接続端子（３０１，３０５）とを更に備えることを特徴とする作業機械。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の作業機械において、
   前記電動単独駆動モードの選択時に、前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための管路と前記油圧アクチュエータから圧油を排出するための管路とを連通する管路連通手段（７６）を更に備え、
   前記制御装置は、前記油圧単独駆動モードの選択時に、前記電動アクチュエータに対する操作信号としてトルクゼロ信号を出力することを特徴とする作業機械。
5. 請求項２に記載の作業機械において、
   前記一対の油圧ポートに取り付けられ、前記油圧アクチュエータの前後圧を出力するための圧力測定装置と、
   前記測定部に取り付けられ、前記電動アクチュエータに接続された電力線の電流値を出力するための電流測定装置とを更に備えることを特徴とする作業機械。
6. 請求項４に記載の作業機械において、
   前記油圧アクチュエータ又は前記電動アクチュエータの変位を出力するための検出器（１８）と、
   前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードの選択時に前記検出器の出力値が表示される表示手段（３１）を接続するための接続端子（３０１，３０５）とを更に備えることを特徴とする作業機械。
7. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記油圧アクチュエータ及び前記電動アクチュエータの各種状態を示す信号を出力する検出器（１２１，１２２，１８，１９）と、
   前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードが選択された場合に前記操作装置を介して所定の操作が行われたときの前記各種状態を示す信号の値であって、前記油圧アクチュエータ及び前記電動アクチュエータに係る異常検出の基準となる前記各種状態を示す信号の基準値が記憶された記憶装置（３０）と、
   前記制御装置から出力される表示信号に基づいて画面を表示する表示手段（３１）を接続するための接続端子（３０１，３０５）とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記油圧単独駆動モード又は前記電動単独駆動モードが選択された場合、前記操作装置を介しての前記所定の操作をオペレータに要求するための表示信号を前記接続端子に出力し、当該表示信号に基づいて前記操作装置が操作されたときにおける前記検出器の出力値と前記基準値との関係を表示するための表示信号を前記接続端子に出力することを特徴とする作業機械。
8. 少なくとも一の油圧アクチュエータ（２３）と一の電動アクチュエータ（１０１）を含み、共通の駆動対象（２）を駆動するための２以上のアクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプ（２２）と、
   前記電動アクチュエータに電気を供給するための給電装置（１０２，１０４）と、
   前記油圧アクチュエータと前記電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置（２６）と、
   前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータを駆動して前記駆動対象の駆動を行う複合駆動モードと、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記電動アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う電動単独駆動モードとの切り換えを行う制御装置（３０）と、
   前記複合駆動モードと前記電動単独駆動モードのうちいずれかをオペレータが選択するための入力装置（３９）とを備え、
   前記制御装置は、前記入力装置で選択された駆動モードに応じて前記駆動対象の駆動モードを切り換えることを特徴とする作業機械。
9. 少なくとも一の油圧アクチュエータ（２３）と一の電動アクチュエータ（１０１）を含み、共通の駆動対象（２）を駆動するための２以上のアクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータに圧油を供給するための油圧ポンプ（２２）と、
   前記電動アクチュエータに電気を供給するための給電装置（１０２，１０４）と、
   前記油圧アクチュエータと前記電動アクチュエータを同時に作動するための操作信号を一の操作で出力する操作装置（２６）と、
   前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータを駆動して前記駆動対象の駆動を行う複合駆動モードと、前記操作装置が操作されたときに前記２以上のアクチュエータのうち前記油圧アクチュエータのみを駆動して前記駆動対象の駆動を行う油圧単独駆動モードとの切り換えを行う制御装置（３０）と、
   前記複合駆動モードと前記油圧単独駆動モードのうちいずれかをオペレータが選択するための入力装置（３９）とを備え、
   前記制御装置は、前記入力装置で選択された駆動モードに応じて前記駆動対象の駆動モードを切り換えることを特徴とする作業機械。

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