JP5873508B2

JP5873508B2 - ハイブリッド作業機械およびハイブリッド作業機械の情報報知制御方法

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Publication number: JP5873508B2
Application number: JP2013551459A
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Inventors: 顕一北村; 村上　健太郎; 健太郎村上
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Filing date: 2013-07-23
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Description

本発明は、蓄電装置を備えたハイブリッド作業機械およびハイブリッド作業機械の情報報知制御方法に関する。

作業機械として、エンジンによって発電電動機と油圧ポンプとを駆動するとともに、発電電動機で発電された電力により、キャブ等が設けられた上部旋回体用の電動モータを駆動し、また、油圧ポンプからの圧油によって作業機の油圧アクチュエータや走行装置の油圧モータを駆動するパワーショベルなどのハイブリッド作業機械が知られている。発電電動機で発電された電力は、蓄電装置としてのキャパシタに充電され、キャパシタからインバータを介して電動モータに出力される。

ハイブリッド作業機械において、蓄電装置（キャパシタ）の容量を計測するために、蓄電装置の電荷抜きを行う場合がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、キャパシタ容量を計測する際に、以前の計測データと比較するため、キャパシタの電荷抜き（放電）を行って、キャパシタ電圧を予め決められた電圧まで低下させることが好ましいとされている。
また、キャパシタ容量の計測時は、エンジンを始動して作業モードをパワーモードなどにして、エンジンおよび発電電動機を安定した回転数で回転させ、安定した発電動作を行うことで、安定かつ正確なキャパシタ容量計測を行っていた。

特開２０１１−２４２３４４号公報

しかしながら、前記特許文献１の電荷抜きは、あくまでもキャパシタ容量計測時の初期条件を一定にするために行うものである。このため、特許文献１においても、電荷抜きは必須ではないことが記載されている。従って、特許文献１では、電荷抜きができなかった場合の処理については何ら記載されていない。

一方、ハイブリッド作業機械における蓄電装置の電荷抜きは、前記容量計測用だけではなく、メンテナンス作業のために行う場合がある。蓄電装置、発電電動機、電動モータなどのハイブリット機器を交換したり点検する場合に、蓄電装置に電荷が残っていると作業できないためである。このため、メンテナンス担当者がハイブリッド作業機械をメンテナンス作業用のサービスモードに設定した場合に、電荷抜き処理を選択して実行できるように設定されている。
ところで、ハイブリッド作業機械では、サービスモードを実行してから一定時間経過すると、サービスモードを自動的に終了する場合がある。例えば、燃料消費量を低減するため、機械の非作動時にエンジンを停止するオートアイドルストップ機構（Auto Idle Stop：ＡＩＳ機構）を採用したハイブリッド作業機械がある。オートアイドルストップ機構を備える場合、サービスモード状態のままではオートアイドルストップが実行されず、エンジンを作動し続けることになる。このため、サービスモード状態への移行後、設定時間経過した場合に、サービスモード状態を解除して通常状態に強制的に遷移し、オートアイドルストップを実行することで燃料消費量をより低減することが求められるようになった。
しかしながら、オートアイドルストップの実行などでエンジンが停止すると、発電電動機を作動できなくなり、発電電動機を作動することで行う蓄電装置の電荷抜き処理も実行できなくなる。このため、電荷抜き処理が中断して電荷抜き処理に失敗する場合があった。
また、オートアイドルストップ機能を備えない場合でも、サービスモードを長時間放置することを防止するために、サービスモード状態への移行後、設定時間経過した場合に、サービスモード状態を自動的に解除することも考えられる。サービスモード状態を解除した場合、電荷抜き処理も中断して電荷抜き処理に失敗する場合も想定される。
しかしながら、従来は、電荷抜き処理失敗等の情報をメンテナンス担当者等などに報知することについては何ら考慮されておらず、メンテナンス作業を適切に行えない場合があった。
本発明の目的は、電荷抜き処理の情報をオペレータに報知できるハイブリッド作業機械およびハイブリッド作業機械の情報報知制御方法を提供することにある。

本発明のハイブリッド作業機械は、エンジンと、発電電動機と、前記発電電動機で発電された電力を蓄積する蓄電装置と、メンテナンス作業用のサービスモードの実行および前記蓄電装置の電荷抜き処理の実行を少なくとも指示する指示装置と、少なくとも前記蓄電装置の電荷抜き処理に関する情報を報知する報知装置と、前記報知装置の報知を制御する報知制御手段とを有し、前記報知制御手段は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置による報知を実行することを特徴とする。

本発明では、メンテナンス担当者などが指示装置でサービスモードの実行を指示し、さらにサービスモードにおいて電荷抜き処理の実行を指示すると、電荷抜き処理が実行される。そして、報知制御手段は、サービスモード開始から設定時間経過した時点で、電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置による報知を実行する。報知装置が表示装置であれば、電荷抜き処理に関する情報を表示装置で表示する。このため、メンテナンス担当者は、前記設定時間経過時に電荷抜き処理が完了していないことを把握できる。
従って、その後に、サービスモードを解除して通常状態に強制的に遷移し、さらにオートアイドルストップの実行条件に該当してエンジンが停止して電荷抜き処理が中断しても、前記設定時間経過時に情報を報知しているので、予めメンテナンス担当者に対して注意を喚起できる。このため、メンテナンス担当者は、蓄電装置や蓄電装置から電力が供給される機器のメンテナンス作業を、電荷抜き処理が中断している状態を前提に対応できる。このため、エンジン停止で実際に電荷抜き処理に失敗した場合にも適切に対応できる。

本発明のハイブリッド作業機械において、前記エンジンの自動停止動作を制御する自動停止動作制御部をさらに備え、前記自動停止動作制御部は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、前記報知制御手段は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置で電荷抜き失敗情報を報知し、前記エンジンの自動停止動作の開始時までに電荷抜き処理が完了しても、前記電荷抜き失敗情報の報知を継続することが望ましい。

本発明では、サービスモード開始から設定時間経過した時点で電荷抜き失敗情報を報知する。この際、報知装置は電荷抜き失敗情報を報知するが、エンジンが作動し続けている限りは電荷抜き処理を継続できる。このため、オートアイドルストップの実行条件に該当するまでにある程度の時間があれば、その間に電荷抜き処理が完了することがある。
この場合も、一旦、電荷抜き失敗情報を報知した場合には、実際に電荷抜きに成功した場合でも電荷抜き失敗情報の報知を継続することで、メンテナンス担当者の注意を喚起でき、メンテナンス作業の安全性をより高めることができる。すなわち、設定時間経過時には、メンテナンス担当者に注意を喚起できる点で電荷抜き失敗情報を報知することが好ましい。そして、その後に電荷抜きに成功した場合に、電荷抜き成功情報に切り替えて報知すると、メンテナンス担当者が混乱する。これに対し、本発明のように、その後に電荷抜きに成功した場合でも、電荷抜き失敗情報を報知することで、メンテナンス担当者の混乱を防止できる。

本発明のハイブリッド作業機械において、前記エンジンの自動停止動作を制御する自動停止動作制御部をさらに備え、前記自動停止動作制御部は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、前記報知制御手段は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時までに、前記電荷抜き処理が完了した場合は、前記報知装置で電荷抜き正常終了情報を報知し、前記設定時間経過後および前記エンジンの自動停止動作の開始後も、前記電荷抜き正常終了情報の報知を継続することが望ましい。

本発明では、サービスモード開始から設定時間経過するまでに電荷抜き処理が完了した場合には、その時点で電荷抜き正常終了情報を報知する。さらに、設定時間経過後やエンジンの自動停止動作後も電荷抜き正常終了情報の報知を継続する。すなわち、電荷抜き処理が行われた場合には、処理が正常に完了した場合も、電荷抜き処理結果を報知し続けることで、メンテナンス担当者に電荷抜き状態を確実に報知できる。従って、メンテナンス担当者に対して注意を喚起でき、メンテナンス作業の安全性をより高めることができる。

本発明のハイブリッド作業機械において、前記エンジンの自動停止動作を制御する自動停止動作制御部をさらに備え、前記自動停止動作制御部は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、前記報知制御手段は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時までに、前記電荷抜き処理に失敗した場合は、前記報知装置で電荷抜き失敗情報を報知し、前記設定時間経過後および前記エンジンの自動停止動作の開始後も、前記電荷抜き失敗情報の報知を継続することが望ましい。

本発明では、サービスモード開始から設定時間経過するまでに電荷抜き処理に失敗した場合には、その時点で電荷抜き失敗情報を報知する。さらに、設定時間経過後やエンジンの自動停止動作後も電荷抜き失敗情報の報知を継続する。すなわち、電荷抜き処理が中断して失敗した場合も、電荷抜き処理結果を報知し続けることで、メンテナンス担当者に電荷抜き状態を確実に報知できる。従って、メンテナンス担当者に対して注意を喚起でき、メンテナンス作業の安全性をより高めることができる。

本発明は、エンジンと、発電電動機と、前記発電電動機で発電された電力を蓄積する蓄電装置と、メンテナンス作業用のサービスモードの実行および前記蓄電装置の電荷抜き処理の実行を少なくとも指示する指示装置と、少なくとも前記蓄電装置の電荷抜き処理に関する情報を報知する報知装置とを有するハイブリッド作業機械の情報報知制御方法であって、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置による報知を実行することを特徴とする。

本発明においても、サービスモード開始から設定時間経過した時点で、電荷抜き処理が実行中である場合は、報知装置による報知を実行する。このため、メンテナンス担当者に対して注意を喚起できる。このため、メンテナンス担当者は、蓄電装置や蓄電装置から電力が供給される機器のメンテナンス作業を、電荷抜き処理が中断している状態を前提に対応できる。このため、エンジン停止で実際に電荷抜き処理に失敗した場合にも適切に対応できる。

本発明のハイブリッド作業機械の情報報知制御方法において、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置で電荷抜き失敗情報を報知し、前記エンジンの自動停止動作の開始時までに電荷抜き処理が完了しても、前記電荷抜き失敗情報の報知を継続することが望ましい。

本発明においても、一旦、電荷抜き失敗情報を報知した場合には、実際に電荷抜き成功した場合でも電荷抜き失敗情報の報知を継続することで、メンテナンス担当者の注意を喚起でき、メンテナンス作業の安全性をより高めることができる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド油圧ショベルを示す斜視図。ハイブリッド油圧ショベルの駆動系の全体構成を示す図。ハイブリッド油圧ショベルのハイブリッド機器の回路構成を示す図。ハイブリッド油圧ショベルの制御システムの構成を示すブロック図。電荷抜き画面表示処理を示すフローチャート。電荷抜き不可能判定処理を示すフローチャート。電荷抜き画面表示処理での画面遷移を示す図。電荷抜き画面表示処理での画面遷移を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［油圧ショベル全体の説明］
図１には、本実施形態に係るハイブリッド作業機械としてのハイブリッド油圧ショベル１が示されている。このハイブリッド油圧ショベル１は、車両本体２と作業機３とを備えている。

［車両本体］
車両本体２は、走行体２１と、走行体２１上に旋回可能に設けられた旋回体２２とを備えている。走行体２１は、一対の走行装置２１１を備えている。各走行装置２１１は、履帯２１２を備え、後述する油圧モータ２１３Ｌ，２１３Ｒで履帯２１２を駆動することによってハイブリッド油圧ショベル１を走行させる。

［旋回体］
旋回体２２は、キャブ２３、カウンタウェイト２４、およびエンジンルーム２５を備えている。カウンタウェイト２４は、作業機３との重量バランス用に設けられ、内部に重量物が充填されている。エンジンルーム２５を覆うエンジンフード２６には、格子状の開口部２６１が設けられ、外部からの冷却空気が開口部２６１を通してエンジンルーム２５内に取り込まれる。

［作業機］
作業機３は、旋回体２２の前部中央位置に取り付けられており、ブーム３１、アーム３２、バケット３３、ブームシリンダ３４、アームシリンダ３５、およびバケットシリンダ３６を備えている。ブーム３１、アーム３２、バケット３３、旋回体２２は、運転席の左右に設置された左右の作業機レバーの傾倒操作に応じて駆動する。ブーム３１の基端部は、旋回体２２に回転可能に連結されている。また、ブーム３１の先端部は、アーム３２の基端部に回転可能に連結されている。アーム３２の先端部は、バケット３３に回転可能に連結されている。

ブームシリンダ３４、アームシリンダ３５、およびバケットシリンダ３６は、油圧ポンプ６から吐出された作動油によって駆動される油圧シリンダである。そして、ブームシリンダ３４はブーム３１を動作させ、アームシリンダ３５はアーム３２を動作させる。バケットシリンダ３６は、バケット３３を動作させる。

［ハイブリッド油圧ショベルの駆動系の構成］
図２には、ハイブリッド油圧ショベル１の駆動系の全体構成が示されている。
図２において、ハイブリッド油圧ショベル１は、駆動源としてエンジン４を備えている。エンジン４の出力軸には、発電電動機５および一対の油圧ポンプ６，６が直列に連結され、それぞれエンジン４によって駆動される。エンジン４と発電電動機５はＰＴＯを介して接続されてもよい。

油圧ポンプ６から圧送された作動油は、コントロールバルブ７を介して作業機３に供給され、作業機３が油圧によって動作する。また、走行体２１は、左右のクローラ（履帯２１２）に噛合するスプロケットを駆動するための油圧モータ２１３Ｌ、２１３Ｒを有している。そして、キャブ２３内に備えられた図示しない走行レバーの操作に応じて、油圧ポンプ６からの作動油は、コントロールバルブ７を介して前記油圧モータ２１３Ｌ、２１３Ｒに供給される。

［ハイブリッド機器の構成］
発電電動機５は、発電作用と電動作用を行うものであり、例えばＳＲ（Switched Reluctance）モータ等で構成されている。この発電電動機５にはパワーケーブル８，９が接続されている。発電電動機５で発電された電力は、パワーケーブル９を介して電力変換装置１０に送電される。
電力変換装置１０には別のパワーケーブル９の一端が接続されており、パワーケーブル９の他端が、旋回体２２を駆動するための旋回電動モータ１１に接続されている。旋回電動モータ１１は、たとえばＰＭ（Permanent Magnet）モータ等で構成されている。

また、電力変換装置１０には蓄電装置としてのキャパシタ１２が接続されており、発電電動機５で発電された電力は、電力変換装置１０を通してキャパシタ１２に蓄電される。キャパシタ１２に充電された電力は、旋回操作時にキャパシタ１２から電力変換装置１０を通して旋回電動モータ１１に供給される。
旋回電動モータ１１は、遊星歯車機構等を有した減速機１１Ａを介して、走行体２１の上部に旋回自在に設置された旋回体２２を駆動する。また、旋回電動モータ１１を減速した場合に発生する回生エネルギーも、前記電力変換装置１０を介してキャパシタ１２に蓄電される。従って、旋回電動モータ１１は、旋回用発電電動機として機能する。
さらに、キャパシタ１２の電力は、エンジン４の起動時などに必要に応じて発電電動機５に供給される。これにより、発電電動機５は、電動機として使用され、エンジン４を補助する。

以上のとおり、ハイブリッド油圧ショベル１は、一般的な油圧ショベルに対して、前記発電電動機５、電力変換装置１０、旋回電動モータ１１、キャパシタ１２等のハイブリット機器を追加したものである。
なお、本実施形態では、旋回体２２を駆動する旋回モータとしては、旋回電動モータ１１のみを設けていたが、旋回電動モータ１１に加えて旋回用の油圧モータを設けてもよい。
さらに、ハイブリッド機器としては、少なくとも、発電電動機５、電力変換装置１０、キャパシタ１２を備えていればよい。すなわち、キャパシタ１２に蓄電された電力で駆動されるアクチュエータは、旋回電動モータ１１に限らず、ハイブリッド作業機械の種類などに応じたアクチュエータを用いればよい。

［電力変換装置の構成］
図３には、電力変換装置１０およびキャパシタ１２の内部構成が示されている。
電力変換装置１０は、インバータ１０４を介した旋回電動モータ１１若しくはキャパシタ１２からの直流電流を交流電流に変換し発電電動機５へ供給し発電電動機５を駆動するドライバ１０１と、発電電動機５の発電を開始する為コイルを励磁する電流を供給する励磁電源１０２と、波形整形用のコンデンサ１０３と、発電電動機５若しくはキャパシタ１２からの直流電流を交流電流に変換し旋回電動モータ１１へ供給し旋回電動モータ１１を駆動するインバータ１０４と、キャパシタ１２の端子間電圧を昇圧するためにインバータ１０４、ドライバ１０１からの直流電流を変圧する昇圧器１０５と、キャパシタ１２と昇圧器１０５との間に設けられたコンタクタ１０６と、キャパシタ１２の電流を検出する電流計１０７と、キャパシタ１２の電圧を検出する電圧計１０８と、ドライバ１０１、励磁電源１０２、昇圧器１０５を制御するハイブリッドコントローラ４４とを備えている。
蓄電装置であるキャパシタ１２は、複数のキャパシタセル１２１を備え、昇圧器１０５との直流電流の授受により充・放電を行う。複数のキャパシタセル１２１は電気的に直列または並列に接続している。

［ハイブリッド機器の温度センサ］
図３に示すように、ハイブリッド機器の各装置の温度を測定する温度センサが設けられている。具体的には、発電電動機５の温度を測定する発電電動機用温度センサ１３１と、旋回電動モータ１１の温度を測定する旋回電動モータ用温度センサ１３２と、電力変換装置１０の温度を測定する電力変換装置用温度センサと、キャパシタ１２の温度を測定する蓄電装置用温度センサ１３６、１３７とを備える。
電力変換装置用温度センサは、ドライバ１０１用の温度センサ１４１と、インバータ１０４用の温度センサ１４２と、昇圧器１０５用の温度センサ１４３とを備える。
これらの各温度センサ１３１，１３２，１３６，１３７，１４１，１４２，１４３で計測された温度データは、ハイブリッドコントローラ４４に送信される。

［制御システムの構成］
次に、ハイブリッド油圧ショベル１の制御を行う制御システム４０について、図４を参照して説明する。
制御システム４０は、図４に示すように、主として、車体コントローラ４１、エンジンコントローラ４２、モニタコントローラ４３、ハイブリッドコントローラ４４、車両情報管理コントローラ４５、モニタ４６を備えている。各コントローラ４１〜４５は、車載ネットワーク（ＣＡＮ）によってデータ通信可能に接続されている。

［車体コントローラ］
車体コントローラ４１は、ポンプコントローラとも呼ばれ、車体内における駆動部、たとえばエンジン４によって駆動される油圧ポンプ６の斜板の傾斜角度等を制御するコントローラであり、他のコントローラ４２〜４５と車載ネットワークを介して通信可能に構成されている。
また、車体コントローラ４１は、ＡＩＳ（Auto Idle Stop：オートアイドルストップ）の作動条件やエンジン稼動状態からＡＩＳ状態を判定し、モニタコントローラ４３に送信する。ここで、ＡＩＳ状態としては、例えば、ＡＩＳが作動していない通常状態、ＡＩＳ作動条件が成立してから一定時間経過するまでのＩＳカウントアップ状態、前記一定時間経過後にエンジンコントローラ４２に減筒指令を出力するＩＳ指示中、減筒指令に基づきエンジン４が停止しているＩＳ作動中の４種類がある。
車体コントローラ４１は、エンジンコントローラ４２に対して前記減筒指令を出力し、エンジン４の自動停止動作を制御する自動停止動作制御部としての減筒指令発行手段４１４を備える。また、車体コントローラ４１は、車両情報管理コントローラ４５に対して車両の動作情報などを送信する。

［エンジンコントローラ］
エンジンコントローラ４２は、アクセル開度センサやエンジン回転数センサで検出されるデータ等に基づいてエンジン４を制御するコントローラである。エンジンコントローラ４２は、エンジン稼動状態である、エンジン回転数を車体コントローラ４１に送信する。従って、エンジンコントローラ４２は、エンジン４が停止中であるか作動中であるかを判定できる。さらに、エンジンコントローラ４２は、エンジン水温、ディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter）の再生状態等も送信する。
また、車体コントローラ４１の減筒指令発行手段４１４から減筒指令が出されると、エンジンコントローラ４２はエンジン４を停止してアイドルストップを実行する。なお、減筒指令発行手段４１４はエンジンコントローラ４２等の他のコントローラに設けられてもよい。

［モニタ］
モニタ４６は、表示制御手段４３０で制御される表示装置４６１と、モード設定などを入力するスイッチ部を備えた指示装置４６２とを有する。表示装置４６１は、本発明の報知装置の一例である。
このモニタ４６は、表示装置４６１に、エンジン水温、燃料量等の車両状態を表示する通常画面の他、電荷抜きを行うサービス画面、ＡＩＳ動作の設定等を行う作業や車体の状態などによって用意されている画面を切り替えて表示する。モニタコントローラ４３とモニタ４６は一体の筐体に収められてもよい。

［指示装置］
指示装置４６２は、サービスモード指示部４６２１、ＡＩＳ指示部４６２２、電荷抜き指示部４６２３を有する。
サービスモード指示部４６２１は、メンテナンス担当者等（以下サービスマンと総称する）が、車体をメンテナンスするサービスモードを選択する場合に操作するスイッチ部である。
ＡＩＳ指示部４６２２は、サービスマンが、ＩＳカウントアップ状態からＩＳ指示中に遷移するまでの時間であるＡＩＳ設定時間を入力する場合に操作するスイッチ部である。
電荷抜き指示部４６２３は、サービスマンが、電荷抜き処理の実行を指示する場合に操作するスイッチ部である。
なお、各指示部はスイッチ以外にタッチパネル等の画面より直接入力する手段を用いてもよい。

［モニタコントローラ］
モニタコントローラ４３は、キャブ２３に設けられるオペレータ用のモニタ４６の動作を制御する。モニタコントローラ４３は、表示制御手段４３０、サービスモード検出手段４３１、タイマー４３２、ＡＩＳ検出手段４３３、電荷抜き指示検出手段４３４を備える。

［表示制御手段］
表示制御手段４３０は、モニタ４６の表示装置４６１を制御する。このため、表示制御手段４３０は、電荷抜き指示検出手段４３４から電荷抜き処理の実行検出通知を受け取ると、電荷抜き状態を示す画面を表示装置４６１に表示する。表示制御手段４３０は、本発明の報知制御手段の一例である。

［サービスモード検出手段］
サービスモード検出手段４３１は、サービスマンがサービスモード指示部４６２１を操作して、車体をメンテナンスするサービスモードを選択したことを検出して、サービスモードフラグを「１：サービスモード中」に設定する。
また、サービスモード検出手段４３１は、タイマー４３２からサービスモード設定時間が経過した通知を受け取ると、サービスモードフラグを「０：サービスモードではない」に設定する。
そして、サービスモード検出手段４３１は、設定したサービスモードフラグを車体コントローラ４１やハイブリッドコントローラ４４に出力する。

［タイマー］
タイマー４３２は、サービスモード検出手段４３１でサービスモードフラグが「１：サービスモード中」に設定された時点（サービスモード開始時）からの経過時間を計測する。そして、予め設定されたサービスモード設定時間（例えば６０分）が経過すると、サービスモード検出手段４３１に通知する。

［ＡＩＳ検出手段］
ＡＩＳ検出手段４３３は、サービスマンがＡＩＳ指示部４６２２を操作して設定したＡＩＳ設定時間を検出して車体コントローラ４１に出力する。車体コントローラ４１は、モニタコントローラ４３から出力されたＡＩＳ設定時間により、前述のＡＩＳ状態がＩＳカウントアップ状態からＩＳ指示中に遷移するまでの時間を決定する。

［電荷抜き指示検出手段］
電荷抜き指示検出手段４３４は、サービスモードにおいてサービスマンが電荷抜き指示部４６２３を操作して、電荷抜き処理を選択して実行したことを検出する。そして、電荷抜き指示検出手段４３４は、電荷抜き処理の実行指示（電荷抜き指示）を検出すると、表示制御手段４３０に通知し、さらにハイブリッドコントローラ４４にも通知する。

［ハイブリッドコントローラ］
ハイブリッドコントローラ４４は、発電電動機５、旋回電動モータ１１、キャパシタ１２の電力の授受を可能とするドライバ１０１、インバータ１０４、昇圧器１０５の駆動つまり電力変換装置１０の駆動を制御するものである。また、ハイブリッドコントローラ４４は、キャパシタ１２の電荷抜き処理を制御する電荷抜き制御手段４４０、昇圧器制御状態検出手段４４１、昇圧器動作不可状態検出手段４４２、電荷抜き禁止状態検出手段４４３、ハイブリッド制御状態検出手段４４４、電荷抜き不可能判定手段４４５、キャパシタチャージ率検出手段４４６を備える。

［電荷抜き制御手段］
電荷抜き制御手段４４０は、電力変換装置１０のドライバ１０１や昇圧器１０５の動作を制御し、キャパシタ１２の電荷を用いて発電電動機５を駆動することで、キャパシタ１２の電荷抜き（放電）処理を制御する。

［昇圧器制御状態検出手段］
昇圧器制御状態検出手段４４１は、ハイブリッドコントローラ４４による昇圧器１０５の制御状態が、キャパシタ電荷抜き完了状態であるか否かを判定する。
［昇圧器動作不可状態検出手段］
昇圧器動作不可状態検出手段４４２は、昇圧器１０５が動作不可状態であるか否かを判定する。例えば、温度センサ１４３で測定される昇圧器１０５の温度が閾値以上である場合などに、昇圧器１０５は動作不可状態であると判定する。
［電荷抜き禁止状態検出手段］
電荷抜き禁止状態検出手段４４３は、キャパシタ１２の電荷抜きが禁止状態であるか否かを判定する。
［ハイブリッド制御状態検出手段］
ハイブリッド制御状態検出手段４４４は、電荷抜き制御手段４４０がドライバ１０１や昇圧器１０５を制御することで、キャパシタ１２の電荷抜き処理を行っている状態であるか否かを判定する。

［電荷抜き不可能判定手段］
電荷抜き不可能判定手段４４５は、前記各検出手段４４１〜４４４やサービスモード検出手段４３１から送信されるサービスモードフラグに基づいて、電荷抜き不可能状態になったか否かを判定し、電荷抜き不可能フラグを設定する。電荷抜き不可能判定手段４４５は、設定した電荷抜き不可能フラグをモニタコントローラ４３に通知する。
［キャパシタチャージ率検出手段］
キャパシタチャージ率検出手段４４６は、電圧計１０８や電流計１０７の計測データを用いてキャパシタ１２のチャージ率を検出する。キャパシタチャージ率検出手段４４６は、検出したキャパシタチャージ率をモニタコントローラ４３に通知する。

［車両情報管理コントローラ］
車両情報管理コントローラ４５は、ハイブリッド油圧ショベル１の各種情報を定期的にまたは不定期に収集して管理センタに送信する装置である。車両情報管理コントローラ４５は、通信衛星や移動体通信網等の無線通信ネットワークを介して、管理センタと相互通信可能に接続されている。また、車両情報管理コントローラ４５は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することにより現在位置を把握し、現在位置情報も管理センタに通信可能とされている。

［電荷抜き画面表示処理］
次に、モニタコントローラ４３による電荷抜き画面表示処理について、図５，６のフローチャートと、図７，８の画面遷移図を用いて説明する。
制御システム４０のサービスモード検出手段４３１は、サービスマンがモニタ４６の指示装置４６２のサービスモード指示部４６２１を操作し、サービスモードの実行を指示したか否かを判定する（ステップＳ１）。サービスモード検出手段４３１は、ステップＳ１でＮｏと判定した場合は、ステップＳ１に戻り、判定処理を継続する。
一方、サービスモード検出手段４３１は、ステップＳ１でＹｅｓと判定すると、サービスモードフラグを「１：サービスモード中」に設定する。
そして、タイマー４３２は、サービスモード開始時（サービスモードの実行指示時）からの経過時間のカウント（計測）を開始する（ステップＳ２）。

次に、表示制御手段４３０は、表示装置４６１にサービスモードでのメニューを表示し、電荷抜き指示検出手段４３４は、サービスマンが指示装置４６２の電荷抜き指示部４６２３を操作し、サービスモード内の電荷抜き処理のメニューを選択したか否かを判定する（ステップＳ３）。電荷抜き指示検出手段４３４は、ステップＳ３でＮｏと判定した場合は、ステップＳ３に戻り、判定処理を継続する。
一方、ステップＳ３でＹｅｓと判定されると、表示制御手段４３０は、図７に示すように、表示装置４６１にキャパシタ電荷抜き開始画面７１を表示する（ステップＳ４）。図７のキャパシタ電荷抜き開始画面７１は、キャパシタ充電率が３０％であった場合を例示する。
次に、電荷抜き指示検出手段４３４は、サービスマンがキャパシタ電荷抜き開始画面７１のスタートボタンを押して電荷抜き開始操作が行われたかを判定する（ステップＳ５）。電荷抜き不可能判定手段４４５はＳ５でＮｏと判定した場合、ステップＳ４に戻り、処理を継続する。

［電荷抜き不可能判定処理］
ステップＳ５でＹｅｓと判定した場合、電荷抜き不可能判定手段４４５は、図６に示す電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０を実行し、判定した電荷抜き不可能フラグをモニタコントローラ４３に送信する。
すなわち、電荷抜き不可能判定手段４４５は、昇圧器制御状態検出手段４４１で検出される昇圧器１０５の制御状態が「キャパシタ電荷抜き完了状態ではない」に該当するかを判定する（ステップＳ２１）。
電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２１でＹｅｓと判定した場合、ハイブリッド制御状態検出手段４４４で検出されるハイブリッド制御状態が「キャパシタ電荷抜き状態である」に該当するかを判定する（ステップＳ２２）。

電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２２でＹｅｓと判定した場合、ステップＳ２でカウントを開始したタイマー４３２からサービスモード設定時間の経過通知があったか、つまり、ステップＳ１でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過したかを判定する（ステップＳ２３）。
具体的には、前述の通り、サービスモード検出手段４３１は、タイマー４３２からサービスモード設定時間が経過した通知を受け取ると、サービスモードフラグを「０：サービスモードではない」に設定するため、電荷抜き不可能判定手段４４５はサービスモード検出手段４３１から送信されるサービスモードフラグが０であり、「サービスモード中ではない」に該当するかを判定することで、サービスモードの実行が指示されてから設定時間経過したかを判定する。
電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２３でＮｏと判定した場合、昇圧器動作不可状態検出手段４４２で検出される昇圧器１０５の状態が「動作不可状態である」に該当するかを判定する（ステップＳ２４）。
電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２４でＮｏと判定した場合、電荷抜き禁止状態検出手段４４３で検出される状態が「電荷抜き禁止状態である」に該当するかを判定する（ステップＳ２５）。

電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２３〜Ｓ２５のいずれかでＹｅｓと判定した場合、電荷抜き不可能フラグを「１：電荷抜き不可能」に設定する（ステップＳ２６）。すなわち、電荷抜き不可能判定手段４４５が前記ステップＳ２１，Ｓ２２で共にＹｅｓと判定するのは、電荷抜き処理の開始時から完了するまでの期間つまり電荷抜き処理中の場合である。従って、電荷抜き処理中に、前記ステップＳ２３〜Ｓ２５の１つでも該当した場合に、電荷抜き不可の条件が成立したと判定する。なお、電荷抜き不可能判定手段４４５は、電荷抜き不可の条件が成立した際に、直ちに電荷抜き不可能フラグを「１：電荷抜き不可能」に設定するのではなく、一定時間、例えば１秒間、前記電荷抜き不可の条件が成立したままで有る場合に電荷抜き不可能フラグを「１：電荷抜き不可能」に設定してもよい。このようにすれば、例えば、一時的な誤作動等で電荷抜き不可の条件が成立した場合などに誤判定することを防止でき、電荷抜き不可の条件を確実に判定できる。

一方、電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２１でＮｏの場合と、ステップＳ２２でＮｏの場合と、ステップＳ２３〜Ｓ２５のすべてでＮｏの場合は、電荷抜き不可能フラグを「０：電荷抜き可能」に設定する（ステップＳ２７）。
電荷抜き不可能判定手段４４５は、ステップＳ２６またはステップＳ２７で設定した電荷抜き不可能フラグを、モニタコントローラ４３に送信し（ステップＳ２８）、電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０を終了する。

従って、電荷抜き不可能判定手段４４５は、少なくとも、電荷抜き処理中（ステップＳ２１，Ｓ２２でＹｅｓ）であり、サービスモードフラグが「０」つまりサービスモード開始時（サービスモード実行指示時）から設定時間経過した場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）に、電荷抜き不可能状態になったと判定する。

（電荷抜き画面表示処理）
図６の電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０が終了すると、図５の電荷抜き画面表示処理のステップＳ６に戻る。そして、キャパシタチャージ率検出手段４４６は、キャパシタ１２のチャージ率を検出し、モニタコントローラ４３に送信する（ステップＳ６）。

表示制御手段４３０は、電荷抜き不可能判定手段４４５で判定された電荷抜き不可能フラグが「１：電荷抜き不可」であるかを判定する（ステップＳ７）。
表示制御手段４３０は、電荷抜き不可能フラグが「０：電荷抜き可能」の場合（ステップＳ７でＮｏ）、キャパシタチャージ率検出手段４４６から検出したキャパシタチャージ率が０％であるかを判定する（ステップＳ８）。
そして、表示制御手段４３０は、キャパシタチャージ率が０％ではない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、図７に示すキャパシタ電荷抜き中画面７２をモニタ４６の表示装置４６１に表示する（ステップＳ９）。
キャパシタ電荷抜き中画面７２は、電荷抜き中であることと、キャパシタチャージ率と、電荷抜きを中止する場合にはキーＯＦＦ操作をすることを報知するメッセージとを表示する画面である。

また、表示制御手段４３０は、キャパシタチャージ率が０％であり、ステップＳ８でＹｅｓと判定した場合は、図７に示すキャパシタ電荷抜き正常終了画面７３をモニタ４６に表示する（ステップＳ１０）。
キャパシタ電荷抜き正常終了画面７３は、電荷抜きが完了したことと、キャパシタチャージ率が０％であることと、キーＯＦＦ操作をすることを報知するメッセージとを表示する画面である。

一方、表示制御手段４３０は、電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０で設定された電荷抜き不可能フラグが「１：電荷抜き不可」であるため、ステップＳ７でＹｅｓと判定した場合、図７に示すキャパシタ電荷抜き失敗画面７４をモニタ４６に表示する（ステップＳ１１）。例えば、図６のステップＳ２３でＹｅｓと判定された場合、つまり、サービスモード開始時（サービスモード実行指示時）から設定時間経過した時点で、電荷抜き処理を実行中の場合は、電荷抜き不可能フラグが「１：電荷抜き不可」に設定され、キャパシタ電荷抜き失敗画面７４がモニタ４６に表示される。
キャパシタ電荷抜き失敗画面７４は、電荷抜きができないこと、失敗時点でのキャパシタチャージ率と、キーＯＦＦ操作をすることを報知するメッセージとを表示する画面である。

表示制御手段４３０は、各画面７２〜７４の表示時に、キーＯＦＦ操作が行われたかを判定する（ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）。ステップＳ１２〜Ｓ１４でＹｅｓと判定した場合、表示制御手段４３０は電荷抜き画面表示処理を終了する。
また、表示制御手段４３０は、ステップＳ１２でＮｏと判定した場合、電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０に戻り、Ｓ６〜Ｓ１２の処理を繰り返す。
一方で、表示制御手段４３０は、ステップＳ１３，Ｓ１４でＮｏと判定した場合、電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０に戻らずに、ステップＳ１０、Ｓ１１の表示処理を継続する。すわなち、一旦、キャパシタ電荷抜き正常終了画面７３やキャパシタ電荷抜き失敗画面７４を表示した場合には、キーＯＦＦ操作が行われない限り、その画面表示を継続する。

［画面遷移］
以上の処理におけるモニタ４６の表示装置４６１に表示される画面の遷移を図８に示す。
図８において、縦方向に整列する（１）〜（３）は時間経過を示し、（１）はサービスモードの開始時から設定時間経過するまでの間の期間であり、（２）は前記設定時間が経過した時点での画面表示あり、（３）はＡＩＳによってエンジン４が停止後の画面を示す。
図８において、（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれの電荷抜きの状態における時間経過を示し、（Ａ）−（１）〜（A）−（３）は電荷抜き処理の開始前にオートアイドルストップが開始した場合、（Ｂ）−（１）〜（B）−（３）は電荷抜き中にオートアイドルストップが開始した場合、（Ｃ）−（１）〜（C）−（３）は電荷抜き失敗（中断）時にオートアイドルストップが開始した場合、（Ｄ）−（１）〜（D）−（３）は電荷抜き完了（正常）時にオートアイドルストップが開始した場合を示す。
従って、表示制御手段４３０は、（Ａ）電荷抜き処理の開始前の状態で、（１）サービスモードの開始時から設定時間経過前は、キャパシタ電荷抜き開始画面７１をモニタ４６の表示装置４６１に表示する。
表示制御手段４３０は、（Ａ）電荷抜き処理の開始前の状態のままで、（２）サービスモードの開始時から設定時間経過した時に、予め設定されたエンジン４の自動停止条件に該当する場合には、オートアイドルストップの実行までの残り時間を表示するＡＩＳ残り時間表示画面６１を表示装置４６１に表示する。
さらに、表示制御手段４３０は、（Ａ）電荷抜き処理の開始前の状態のままで、（３）ＡＩＳによってエンジン４が停止した時は、オートアイドルストップを実行中であることを表示するＡＩＳ実施中表示画面６２を表示装置４６１に表示する。

同様に、（Ｂ）の（１）の場合は、表示制御手段４３０は、キャパシタ電荷抜き中画面７２を表示する。また、（Ｂ）で（２）の場合は、表示制御手段４３０は、キャパシタ電荷抜き失敗画面７４を表示する。さらに、（Ｂ）で（３）の場合は、前記（Ｂ）の（２）で表示したキャパシタ電荷抜き失敗画面７４の表示を継続する。このため、（２）の設定時間経過時点でキャパシタ電荷抜き失敗画面７４を表示しているので、サービスマンに対して注意を喚起できる。このため、サービスマンは、キャパシタ１２の電荷抜きに失敗した前提で、キャパシタ１２や発電電動機５、旋回電動モータ１１等のメンテナンス作業の対応を行うことができ、適切に対応できる。
また、（Ｃ）の（１）の場合、表示制御手段４３０は、電荷抜きに失敗したので、キャパシタ電荷抜き失敗画面７４を表示する。また、（Ｃ）の（２）および（３）の場合、前記（Ｃ）の（１）で表示したキャパシタ電荷抜き失敗画面７４の表示を継続する。このため、電荷抜き処理が中断して失敗した場合にキャパシタ電荷抜き失敗画面７４を表示し続けることで、サービスマンに電荷抜き状態を確実に報知できる。従って、サービスマンに対して注意を喚起でき、メンテナンス作業の安全性をより高めることができる。
さらに、（Ｄ）の（１）の場合、表示制御手段４３０は、電荷抜きに成功したので、キャパシタ電荷抜き正常終了画面７３を表示する。また、（Ｄ）の（２）および（３）の場合、前記（Ｄ）の（１）で表示したキャパシタ電荷抜き正常終了画面７３の表示を継続する。この場合も、サービスマンに電荷抜き状態を確実に報知できるために注意を喚起でき、メンテナンス作業の安全性をより高めることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、電荷抜き不可能判定処理Ｓ２０における判定条件は、前記実施形態に記載したものに限定されない。すなわち、キャパシタ１２の電荷抜きを行うことができない他の条件が有る場合には、その条件を含めて判断すればよい。
また、蓄電装置であるキャパシタ１２の電荷抜き処理に関する情報を報知する報知装置としては、前記表示装置４６１に限らず、サービスマンに電荷抜き処理の失敗等の情報を報知できればランプやブザーによる警告等の代替手段であってもよい。
また、前記実施形態は、オートアイドルストップ機能を備えるハイブリッド油圧ショベル１において、ＡＩＳ設定が有効である場合に前記電荷抜き画面表示処理を行うようにしたが、ＡＩＳ設定の有無に関係なく処理を行ってよい。例えばオートアイドルストップ機能の有無とは関係なく、サービスモードを長時間放置することを防止するために、サービスモード開始時から設定時間経過した場合に通常画面に強制的に遷移するように設定されている場合に、前記電荷抜き画面表示処理を実行してもよい。この場合は、例えば、サービスモード実行指示から設定時間経過時に電荷抜き処理中の場合、電荷抜き処理中を示すキャパシタ電荷抜き中画面７２を表示し、電荷抜き処理に成功した時点でキャパシタ電荷抜き正常終了画面７３を表示すればよい。
さらに、本発明は、ハイブリッド油圧ショベル１に限らず、エンジンおよび油圧機構に加えて発電電動機や蓄電装置等のハイブリッド機器を備える各種のハイブリッド作業機械に利用できる。

１…ハイブリッド作業機械であるハイブリッド油圧ショベル、２…車両本体、３…作業機、４…エンジン、６…油圧ポンプ、１０…電力変換装置、１１…旋回電動モータ、１２…蓄電装置であるキャパシタ、２１…走行体、２２…旋回体、４０…制御システム、４１…車体コントローラ、４２…エンジンコントローラ、４３…モニタコントローラ、４４…ハイブリッドコントローラ、４５…車両情報管理コントローラ、４６…モニタ、４６１…表示装置、４６２…指示装置、６１…ＡＩＳ残り時間表示画面、６２…ＡＩＳ実施中表示画面、７１…キャパシタ電荷抜き開始画面、７２…キャパシタ電荷抜き中画面、７３…キャパシタ電荷抜き正常終了画面、７４…キャパシタ電荷抜き失敗画面、１０１…ドライバ、１０２…励磁電源、１０３…コンデンサ、１０４…インバータ、１０５…昇圧器、１２１…キャパシタセル、４１４…自動停止動作制御部である減筒指令発行手段、４３０…報知制御手段である表示制御手段、４３１…サービスモード検出手段、４３２…タイマー、４３３…ＡＩＳ検出手段、４３４…電荷抜き指示検出手段、４４０…電荷抜き制御手段、４４１…昇圧器制御状態検出手段、４４２…昇圧器動作不可状態検出手段、４４３…電荷抜き禁止状態検出手段、４４４…ハイブリッド制御状態検出手段、４４５…電荷抜き不可能判定手段、４４６…キャパシタチャージ率検出手段、４６１…報知装置である表示装置、４６２…指示装置、４６２１…サービスモード指示部、４６２２…ＡＩＳ指示部、４６２３…電荷抜き指示部。

Claims

エンジンと、
発電電動機と、
前記発電電動機で発電された電力を蓄積する蓄電装置と、
メンテナンス作業用のサービスモードの実行および前記蓄電装置の電荷抜き処理の実行を少なくとも指示する指示装置と、
少なくとも前記蓄電装置の電荷抜き処理に関する情報を報知する報知装置と、
前記報知装置の報知を制御する報知制御手段とを有し、
前記報知制御手段は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置による報知を実行する
ことを特徴とするハイブリッド作業機械。
請求項１に記載のハイブリッド作業機械において、
前記エンジンの自動停止動作を制御する自動停止動作制御部をさらに備え、
前記自動停止動作制御部は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、
前記報知制御手段は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置で電荷抜き失敗情報を報知し、前記エンジンの自動停止動作の開始時までに電荷抜き処理が完了しても、前記電荷抜き失敗情報の報知を継続する
ことを特徴とするハイブリッド作業機械。
請求項１または請求項２に記載のハイブリッド作業機械において、
前記エンジンの自動停止動作を制御する自動停止動作制御部をさらに備え、
前記自動停止動作制御部は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、
前記報知制御手段は、
前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時までに、前記電荷抜き処理が完了した場合は、前記報知装置で電荷抜き正常終了情報を報知し、
前記設定時間経過後および前記エンジンの自動停止動作の開始後も、前記電荷抜き正常終了情報の報知を継続する
ことを特徴とするハイブリッド作業機械。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のハイブリッド作業機械において、
前記エンジンの自動停止動作を制御する自動停止動作制御部をさらに備え、
前記自動停止動作制御部は、前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、
前記報知制御手段は、
前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時までに、前記電荷抜き処理に失敗した場合は、前記報知装置で電荷抜き失敗情報を報知し、
前記設定時間経過後および前記エンジンの自動停止動作の開始後も、前記電荷抜き失敗情報の報知を継続する
ことを特徴とするハイブリッド作業機械。
エンジンと、
発電電動機と、
前記発電電動機で発電された電力を蓄積する蓄電装置と、
メンテナンス作業用のサービスモードの実行および前記蓄電装置の電荷抜き処理の実行を少なくとも指示する指示装置と、
少なくとも前記蓄電装置の電荷抜き処理に関する情報を報知する報知装置とを有するハイブリッド作業機械の情報報知制御方法であって、
前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置による報知を実行する
ことを特徴とするハイブリッド作業機械の情報報知制御方法。
請求項５に記載のハイブリッド作業機械の情報報知制御方法において、
前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過後、予め設定された自動停止条件に該当する場合には、前記エンジンの自動停止動作を実行し、
前記指示装置でサービスモードの実行が指示されてから設定時間経過時に、前記電荷抜き処理が実行中である場合は、前記報知装置で電荷抜き失敗情報を報知し、前記エンジンの自動停止動作の開始時までに電荷抜き処理が完了しても、前記電荷抜き失敗情報の報知を継続する
ことを特徴とするハイブリッド作業機械の情報報知制御方法。