JP6844940B2 - ショベル - Google Patents

Description

本発明は、上部旋回体を旋回させる旋回機構を電動化したショベルに関する。

旋回体を旋回させる旋回機構を電動化したショベルが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、蓄電器、ＤＣバス、及び、コンバータを含む蓄電系と旋回機構を駆動する旋回用電動機を搭載し、蓄電系から供給される電力により旋回用電動機を駆動し、旋回動作を実現するショベルが開示されている。

特開２０１２−１５７１３６号公報

ところで、例えば、旋回機構を駆動する旋回用電動機を正常運転できなくなると、旋回用電動機の駆動制御により旋回体を停止させることができなくなるおそれがある。そのため、旋回体の停止状態を保持する手段として設けられるメカニカルブレーキ（機械式ブレーキ）を作動させて、旋回体を減速、停止させる緊急停止を行う場合がある。

しかしながら、旋回体が旋回する状態でメカニカルブレーキを作動させると、非常に強い制動トルクが作用するため、状況に依っては、かかる制動トルク或いはその反力がショベルの作業姿勢の安定性に影響を与えてしまうおそれがある。

そこで、上記課題に鑑み、旋回体を緊急停止すべき状態が発生した場合に、自身の作業姿勢の安定性を保持しつつ、機械式ブレーキを作動させて旋回体を停止させることが可能なショベルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、一実施形態において、ショベルは、
下部走行体と、
前記下部走行体上に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載されるブーム、アーム、及びバケットと、
前記上部旋回体を旋回駆動する旋回用電動機と、
前記上部旋回体を旋回制動するメカニカルブレーキと、
前記メカニカルブレーキの作動状態を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記上部旋回体を緊急停止すべき状態が発生した場合、選択される作業モード、搭載されるセンサの検出値、及び前記旋回用電動機への制御指令値の少なくとも１つに基づき、前記メカニカルブレーキによる０よりも大きい旋回制動力の強弱の程度を決定すると共に、決定された強弱の程度で旋回制動するように前記メカニカルブレーキを作動させることを特徴とする。

上述の実施形態により、旋回体を緊急停止すべき状態が発生した場合に、自身の作業姿勢の安定性を保持しつつ、機械式ブレーキを作動させて旋回体を停止させることが可能なショベルを提供することができる。

一実施形態に係るハイブリッドショベルの側面図である。 クレーン作業に用いる格納式フックの態様を説明する図である。 ハイブリッドショベルの駆動系の構成の一例を示すブロック図である。 メカニカルブレーキの構成の一例を示す構成図である。 ハイブリッドショベルの蓄電系の構成の一例を示すブロック図である。 ハイブリッドショベルによる緊急停止動作に対応するコントローラによる緊急停止処理の一例を概念的に示すフローチャートである。 メカニカルブレーキの弱作動の実現手法の一例を説明する図である。 ハイブリッドショベルによる緊急停止動作に対応するコントローラによる緊急停止処理の一例を概念的に示すフローチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

まず、本発明の一実施形態に係るハイブリッドショベルの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッドショベルを示す側面図である。

図１に示すように、ハイブリッドショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端には、アーム５が取り付けられ、アーム５の先端には、バケット６が取り付けられる。アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及びバケット６は、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体３には、オペレータ（操作者）が搭乗するキャビン１０が設けられると共に、後述するエンジン１１（図３参照）等の動力源が搭載される。

また、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、通常作業（ショベル作業）に加えて、クレーン作業を行うことが可能に構成される。図２は、クレーン作業に用いる格納式フック６Ｆの態様を説明する図であり、図２（ａ）は、ショベル作業時における格納式フック６Ｆの状態（格納された状態）を表し、図２（ｂ）は、クレーン作業時における格納式フックの状態（取り出された状態）を表す。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、格納式フック６Ｆは、基端側（ワイヤ等を架けるフック部分の反対側）の所定軸を中心に回動可能にアーム５とバケット６の結合部分付近に取り付けられる。図２（ａ）に示すように、格納式フック６Ｆは、ショベル作業時において、他の構造部材（アーム５とバケット６を結合するリンク部材等）の間に格納される。そして、図２（ｂ）に示すように、格納式フック６Ｆは、クレーン作業時において、上記所定軸を中心に回動させることにより、バケット６を全閉にする状態でフック部分を下方に向けた状態にすることが可能となり、バケット６を全閉にする状態でクレーン作業が行われる。

図３は、本実施形態に係るハイブリッドショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図中において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細い実線でそれぞれ示される。

エンジン１１と、アシストモータとしての電動発電機１２は、減速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続される。減速機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が接続される。即ち、メイン駆動部であるエンジン１１と、アシスト駆動部である電動発電機１２は、減速機１３を介して、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５を駆動する。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が接続される。また、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が接続される。また、電動発電機１２には、インバータ１８を介して、後述する蓄電装置１９（図５参照）を含む蓄電系１２０が接続される。

エンジン１１は、本実施形態に係るハイブリッドショベルの主たる動力源としての内燃機関であり、例えば、ディーゼルエンジンである。エンジン１１は、本実施形態に係るハイブリッドショベルの起動中において、常時運転される。

電動発電機１２は、蓄電系１２０から供給される電力により電動アシスト運転が可能な電動機の機能と、エンジン１１の動力により発電運転が可能な発電機の機能の双方を有する。本実施形態における電動発電機１２は、インバータ２０により交流駆動される。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 Ｍａｇｎｅｔｉｃ)モータ等により構成することができる。

減速機１３は、上述の如く、２つの入力軸と１つの出力軸を有し、２つの入力軸のそれぞれにエンジン１１及び電動発電機１２の駆動軸が接続されると共に、１つの出力軸にメインポンプ１４の駆動軸が接続される。かかる構成により、メインポンプ１４の負荷が高い場合（エンジン１１の出力以上の負荷である場合）は、電動発電機１２が電動アシスト運転を行い、エンジン１１の出力に加えて、電動発電機１２の出力がメインポンプ１４に伝達される。一方、メインポンプ１４の負荷が低い場合（エンジン１１の出力より小さい負荷である場合）は、エンジン１１の出力が減速機１３を経由して電動発電機１２に伝達され、電動発電機１２が発電運転を行う。

なお、電動発電機１２による電動アシスト運転（力行運転）と発電運転を切り替える制御は、後述するコントローラ３０により実行される。

メインポンプ１４は、高圧油圧ライン１６を介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ１４は、斜板の角度（傾転角）を変更することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量、即ち、ポンプ出力を変化させることができる。メインポンプ１４の斜板は、レギュレータ（不図示）により制御される。レギュレータは、電磁比例弁（不図示）に対する制御電流の変化に対応して、斜板の傾転角を変化させる。例えば、制御電流を増加させることにより、レギュレータは、斜板の傾転角を大きくして、メインポンプ１４の吐出流量を多くする。また、制御電流を減少させることにより、レギュレータは、斜板の傾転角を小さくして、メインポンプ１４の吐出流量を少なくする。

なお、レギュレータ（電磁比例弁）の制御電流は、後述するコントローラ３０からの制御指令により設定（変更）される。また、メインポンプ１４直後の高圧油圧ライン１６には、メインポンプ１４の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ１４ｂが設けられる。吐出圧力に対応する信号（吐出圧力信号）は、後述するコントローラ３０に出力される。

パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧制御機器にパイロット圧を供給するための油圧ポンプであり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。

コントロールバルブ１７は、ハイブリッドショベルにおける油圧系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、操作装置２６に対する操作入力に応じて、高圧油圧ラインを介して接続される下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）、油圧モータ１Ｂ（左用）、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等の各種アクチュエータに供給する油圧（流量）を制御する。以下の説明では、油圧モータ１Ａ、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を集合的に「油圧アクチュエータ」と称する場合がある。

操作装置２６は、各種アクチュエータ（油圧アクチュエータ、及び後述する電動アクチュエータとしての旋回用電動機２１）を操作するための操作手段である。操作装置２６は、パイロットライン２５から供給されるパイロット圧（１次側のパイロット圧）をオペレータによる操作量、操作方向等の操作内容に応じたパイロット圧（２次側のパイロット圧）に変換して出力する。操作装置２６は、油圧ライン２７、２８を介して、コントロールバルブ１７、圧力センサ２９にそれぞれ接続される。

なお、コントロールバルブ１７は、操作装置２６から出力される２次側のパイロット圧に応じて、各油圧アクチュエータに対応するスプール弁を動かし、メインポンプ１４が吐出する作動油を各油圧アクチュエータに供給する。圧力センサ２９は、操作装置２６から入力される２次側のパイロット圧を電気信号に変換し、かかる電気信号を後述するコントローラ３０に出力する。

操作装置２６は、レバー、ペダル等を含む。例えば、レバーにより旋回機構２（後述する旋回用電動機２１）、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）の操作が行われてよい。また、ペダルにより下部走行体１（油圧モータ１Ａ、１Ｂ）の操作が行われてよい。

また、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、旋回機構２が電動化され、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する旋回用電動機２１を有する。電動アクチュエータである旋回用電動機２１は、インバータ２０を介して蓄電系１２０に接続される。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。また、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、かかる旋回用電動機２１（回転軸２１Ａ）の回転角等を検出する回転角センサ２２を有する。

旋回用電動機２１は、旋回機構２を旋回駆動する力行運転と、旋回機構２を回生制動（回生電力を発生させて旋回制動）する回生運転の双方を実現可能に構成される。力行運転の際、旋回用電動機２１の動力が旋回減速機２４により増力され（駆動トルクが増大され）、旋回機構２（上部旋回体３）が旋回駆動される。また、回生運転の際（上部旋回体３を旋回減速させる際）、上部旋回体３の慣性回転力が旋回減速機２４を介して旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させる（上部旋回体３が旋回制動される）。本実施形態に係る旋回用電動機２１は、インバータ２０により交流駆動される。旋回用電動機２１は、例えば、ＩＰＭモータを含んで構成することができる。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生制動時に旋回用電動機２１による発電電力を増大させることができる。

回転角センサ２２は、旋回用電動機２１の回転位置（回転角）、回転速度等を検出する検出手段である。回転角センサ２２は、例えば、レゾルバ、エンコーダ等、旋回用電動機２１の回転角、回転速度等を検出可能な任意のセンサであってよい。回転角センサ２２は、旋回用電動機２１の回転角、回転速度に対応する検出信号をコントローラ３０に出力する。

メカニカルブレーキ２３は、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動する機械的な制動手段である。メカニカルブレーキ２３は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させ、上部旋回体３の停止状態を保持することができる。また、メカニカルブレーキ２３は、旋回機構２（上部旋回体３）が旋回する状態で作動することにより、旋回機構２（上部旋回体３）を減速させ、停止させることができる。ここで、図４を用いて、メカニカルブレーキ２３について詳細に説明する。

図４は、メカニカルブレーキ２３の構成の一例を示す構成図である。図中において、図３と同様に、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は実線でそれぞれ示される。

図４に示すように、メカニカルブレーキ２３は、ブレーキピストン２３ａ、ブレーキシリンダ２３ｂ、ブレーキスプリング２３ｃ、ブレーキディスク２３ｄ、ブレーキプレート２３ｅ、ブレーキケース２３ｆを含む。

なお、かかる構成に対応する部品は、例えば、旋回用電動機２１と旋回減速機２４との間の同一ハウジング内に配置されてもよいし、旋回減速機２４の内部（例えば、高速段側の減速機と低速段側の減速機の間）に配置されてもよい。

ブレーキピストン２３ａは、ブレーキシリンダ２３ｂに内挿され、回転軸２１Ａ方向に伸縮可能に設けられる。ブレーキピストン２３ａは、ブレーキシリンダ２３ｂにパイロットポンプ１５からパイロット圧が供給されることにより、縮小方向に作動する。これにより、後述するブレーキディスク２３ｄとブレーキプレート２３ｅを回転軸２１Ａ方向に離間させ、メカニカルブレーキ２３を解除状態にすることができる。即ち、ブレーキシリンダ２３ｂにパイロット圧を供給することにより、メカニカルブレーキ２３を解除状態にすることができる。

ブレーキスプリング２３ｃは、ブレーキピストン２３ａに対する伸張方向の付勢力を発生させる。これにより、ブレーキシリンダ２３ｂにパイロット圧が供給されない状態で、後述するブレーキディスク２３ｄとブレーキプレート２３ｅを面接触させ摩擦力による制動力を発生させることができる。即ち、ブレーキシリンダ２３ｂへのパイロット圧の供給を停止することにより、メカニカルブレーキ２３を作動状態にすることができる。

ブレーキディスク２３ｄは、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａと一体に設けられ、旋回用電動機２１の回転に伴い、回転する。ブレーキディスク２３ｄは、回転軸２１Ａ方向に移動可能な状態で、例えば、スプライン結合を介して回転軸２１Ａと結合される。また、ブレーキプレート２３ｅは、回転軸２１Ａ方向に移動可能な状態で、例えば、スプライン結合を介して固定部であるブレーキケース２３ｆの内面に結合される。回転軸２１Ａ（旋回用電動機２１）と一体で回転するブレーキディスク２３ｄと固定部であるブレーキケース２３ｆに結合されるブレーキプレート２３ｅとがブレーキスプリング２３ｃの付勢力により面接触することで、制動力（制動トルク）が発生する。

また、メカニカルブレーキ２３は、レバーロック切替弁２３Ｖａ、ブレーキ切替弁２３Ｖｂを含む。

レバーロック切替弁２３Ｖａは、パイロットポンプ１５からブレーキシリンダ２３ｂにパイロット圧を供給する油圧回路上に設けられ、オペレータによるゲートロックレバー（不図示）の操作に応じて、電磁ソレノイドのＯＮ／ＯＦＦ切替が行われる電磁切替弁である。レバーロック切替弁２３Ｖａは、パイロットポンプ１５からブレーキシリンダ２３ｂにパイロット圧を供給する油圧回路上、パイロットポンプ１５とブレーキ切替弁２３Ｖｂとの間に設けられ、かかる油圧回路の連通状態と非連通状態を切り替える。図中では、ゲートロックレバーが下ろされた状態（電磁ソレノイドのＯＦＦ状態）が示され、パイロットポンプ１５から供給されるパイロット圧は、レバーロック切替弁２３Ｖａにより遮断され、油圧回路は非連通状態になっている。レバーロック切替弁２３Ｖａは、ゲートロックレバーが引き上げられた状態でかかる油圧回路を連通させ、パイロットポンプ１５から供給されるパイロット圧は、ブレーキ切替弁２３Ｖｂに供給される。

なお、ゲートロックレバーには、リミットスイッチが接続され、ゲートロックレバーが引き上げられることにより該リミットスイッチから信号が出力され、レバーロック切替弁２３Ｖａは、該信号が入力されることで連通状態になる。また、ゲートロックレバーは、キャビン１０内の操縦席への乗降部に設けられるゲートの開閉操作を行うための操作部であり、ゲートロックレバーを引き上げることにより該ゲートが閉じられ、ゲートロックレバーが下ろされると該ゲートが開放される。即ち、ゲートロックレバーが引き上げられた状態は、オペレータが操縦席に着座し、操縦可能な状態にあると判断できる。そのため、ゲートロックレバーが引き上げられた場合にのみパイロット圧がブレーキシリンダ２３ｂに供給されることにより、意図しないメカニカルブレーキ２３の解除を防止している。また、レバーロック切替弁２３Ｖａは、パイロットライン２５の最上流位置に配置されている。これにより、ゲートロックレバーが引き上げられた場合にのみパイロット圧が操作装置２６に供給されることになり、操作装置２６への意図しない操作入力による各油圧アクチュエータの作動を防止している。

ブレーキ切替弁２３Ｖｂは、後述するコントローラ３０から入力されるメカニカルブレーキ２３の作動指令信号に応じて、電磁ソレノイドのＯＮ／ＯＦＦ切替が行われる電磁切替弁である。ブレーキ切替弁２３Ｖｂは、パイロットポンプ１５からブレーキシリンダ２３ｂにパイロット圧を供給する油圧回路上、レバーロック切替弁２３Ｖａとブレーキシリンダ２３ｂとの間に設けられ、かかる油圧回路の連通状態と非連通状態を切り替える。図中では、コントローラ３０からの作動指令信号が入力されない状態（電磁ソレノイドのＯＦＦ状態）が示されており、パイロットポンプ１５からレバーロック切替弁２３Ｖａを介して供給されるパイロット圧は、ブレーキ切替弁２３Ｖｂを通過してブレーキシリンダ２３ｂに供給される。即ち、かかる油圧回路は連通状態になっている。ブレーキ切替弁２３Ｖｂは、コントローラ３０から入力される作動指令信号に応じて電磁ソレノイドがＯＮされることにより、かかる油圧回路を非連通状態にし、レバーロック切替弁２３Ｖａを介してパイロットポンプ１５から供給されるパイロット圧を遮断する。これにより、上述の如く、ブレーキスプリング２３ｃが伸張してブレーキピストン２３ａが伸張方向に作動し、ブレーキディスク２３ｄとブレーキプレート２３ｅを面接触させ、メカニカルブレーキ２３が作動する。

メカニカルブレーキ２３は、通常（旋回用電動機２１を正常運転できる状況等で）、オペレータによる操作装置２６の操作が行われない場合に、旋回機構２（上部旋回体３）の停止状態を保持する機能を実現する。また、メカニカルブレーキ２３は、緊急時（旋回用電動機２１を正常運転できない状況等）において、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動して減速・停止させる機能を実現する。かかるメカニカルブレーキ２３の動作の詳細については、後述する。

なお、メカニカルブレーキ２３の作動により発生する制動トルク（最大制動トルク）は、重量体である上部旋回体３の停止状態を保持するための性能を比較的長期間（長い製品寿命で）保障する観点から、旋回用電動機２１の最大トルクより十分に大きく設定される。

図３に戻り、旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の出力（トルク）を減速させることにより、増力させる（トルクを増大させる）手段である。旋回減速機２４は、旋回機構２と接続され、旋回用電動機２１の出力を減速させて、直接、旋回機構２を旋回駆動する。即ち、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する。

蓄電系１２０は、インバータ１８、２０を介して、電動発電機１２、旋回用電動機２１の駆動電力を供給する電力供給手段であると共に、電動発電機１２、旋回用電動機２１の発電電力を蓄電（充電）する蓄電手段である。蓄電系１２０の詳細について、図５を用いて説明をする。

図５は、蓄電系１２０の構成の一例を示すブロック図である。蓄電系１２０は、一の蓄電部としての蓄電装置１９、昇降圧コンバータ１００、及び他の蓄電部としてのＤＣバス１１０を含む。

蓄電装置１９は、充放電可能な任意の蓄電手段である。例えば、蓄電装置１９は、リチウムイオンキャパシタ（Ｌｉｔｈｉｕｍ−Ｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＬＩＣ）、電気二重層キャパシタ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＥＤＬＣ）等のキャパシタであってよい。また、蓄電装置１９は、リチウムイオン電池（Ｌｉｔｈｉｕｍ−Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｙ：ＬＩＢ）等の二次電池であってよい。以下、蓄電装置１９としてキャパシタを採用することを前提に説明を続ける。

ＤＣバス１１０は、定電圧の蓄電部であり、インバータ１８、２０と昇降圧コンバータ１００の間に配置され、電動発電機１２、蓄電装置１９、及び旋回用電動機２１の間での電力授受を制御する。

昇降圧コンバータ１００は、蓄電装置１９とＤＣバス１１０との間に配置され、電動発電機１２、旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣバス１１０の電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える。

また、蓄電系１２０には、ＤＣバス１１０の電圧値を検出するＤＣバス電圧検出部１１１と、蓄電装置１９（キャパシタ）の電圧値及び電流値を検出するキャパシタ電圧検出部１１２及びキャパシタ電流検出部１１３が設けられる。ＤＣバス電圧検出部１１１により検出されるＤＣバス電圧値と、キャパシタ電圧検出部１１２及びキャパシタ電流検出部１１３により検出されるキャパシタ電圧値及びキャパシタ電流値は、コントローラ３０に供給される。

図３に戻り、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、自身の駆動制御を実行するコントローラ３０を有する。コントローラ３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、内部メモリ等を含むマイクロコンピュータ等により構成される。具体的には、内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムをＣＰＵ上で実行することにより、各種制御処理を実行する。

コントローラ３０は、例えば、操作装置２６への操作入力やエンジン１１の回転数等に応じて、電動発電機１２の駆動制御（電動発電機１２による電動アシスト運転と発電運転を切り替える制御）を実行する。また、コントローラ３０は、昇降圧コンバータ１００の駆動制御を実行する。具体的には、蓄電装置１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態、及び旋回用電動機２１の運転状態等に基づき、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作を切り替える制御（蓄電装置１９の充放電制御）を行う。

なお、昇圧動作は、キャパシタの電気エネルギをＤＣバス１１０に移動させてＤＣバス１１０の電圧を上昇させる動作であり、降圧動作は、ＤＣバス１１０の電気エネルギを蓄電装置１９に移動させてＤＣバス１１０の電圧を降下させる動作である。また、電動発電機１２の運転状態は、電動アシスト運転状態及び発電運転状態を含み、旋回用電動機２１の運転状態は、力行運転状態及び回生運転状態を含む。また、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作を切り替える制御は、ＤＣバス電圧検出部１１１、キャパシタ電圧検出部１１２、及びキャパシタ電流検出部１１３により、それぞれ検出される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実行される。

また、コントローラ３０は、圧力センサ２９から供給される信号（旋回機構２を旋回させる操作に対応する信号）を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。例えば、コントローラ３０は、当該速度指令に対して、回転角センサ２２から入力される旋回用電動機２１の回転速度の検出値をフィードバックするフィードバック制御を実行する。そして、コントローラ３０は、フィードバック制御により旋回用電動機２１に発生させるトルクの制御指令（トルク指令）を生成し、当該トルク指令に応じてインバータ２０を駆動することにより、旋回用電動機２１の駆動制御（速度制御）を実行する。

また、コントローラ３０は、上述したクレーン作業を実行する際の運転モードとして設定されるクレーン作業モードがオペレータにより選択される場合、クレーン作業モード特有の駆動制御を実行する。例えば、操作装置２６（レバー）の操作量に対応する旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度を、通常（ショベル作業を行う場合）よりも低くなるように、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。また、操作装置２６（レバー）の操作内容に関わらず、バケット６を全閉状態に維持する制御を実行する。

なお、コントローラ３０には、オペレータがクレーン作業モードを選択するために設けられるモード選択スイッチ４０が接続される。コントローラ３０は、モード選択スイッチ４０から出力されるクレーン作業モードの選択状態に関する信号を受信することで、クレーン作業モードが選択されているか否かを判断することができる。

また、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、傾斜センサＳ１、ブーム角度センサＳ２、アーム角度センサＳ３、バケット角度センサＳ４、ブーム圧センサＳ５等の各種センサを含む。

傾斜センサＳ１は、ハイブリッドショベルの水平面に対する２軸方向（前後方向及び左右方向）の傾斜角を検出するセンサである。傾斜センサＳ１には、例えば、液封入静電容量式傾斜センサ等、任意の傾斜センサが用いられてよい。検出される傾斜角はコントローラ３０に出力される。

ブーム角度センサＳ２は、上部旋回体３におけるブーム４の支持部（関節）に設けられ、ブーム４の基準面（ハイブリッドショベルが水平状態にある場合の水平面）からの角度（ブーム角度）を検出する。ブーム角度センサＳ２には、例えば、ロータリポテンショメータ等、任意の角度センサが用いられてよく、後述するアーム角度センサＳ３、バケット角度センサＳ４についても同様である。検出されるブーム角度（に相当する検出信号）は、コントローラ３０に出力される。

アーム角度センサＳ３は、ブーム４におけるアーム５の支持部（関節）に設けられ、ブーム４に対するアーム５の角度（アーム角度）を検出する。検出されるアーム角度（に相当する検出信号）は、コントローラ３０に出力される。

バケット角度センサＳ４は、アーム５におけるバケット６の支持部（関節）に設けられ、アーム５に対するバケット６の角度（バケット角度）を検出する。検出されるバケット角度（に相当する検出信号）は、コントローラ３０に出力される。

ブーム圧センサＳ５は、ブームシリンダ７の油圧（ブーム圧）を検出する既知の油圧検出手段である。検出されるブーム圧（に相当する検出信号）は、コントローラ３０に出力される。

次に、本実施形態に係るハイブリッドショベルの特徴的な動作、即ち、緊急時（旋回用電動機２１が正常運転できない場合）に旋回機構２（上部旋回体３）を停止させる動作（緊急停止動作）について説明する。

上述の如く、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、旋回機構２が電動化され、旋回機構２（上部旋回体３）は、旋回用電動機２１により旋回駆動される。そのため、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を減速・停止させる場合は、旋回用電動機２１を駆動制御する（回生発電による制動トルクを発生させる）必要がある。

ところが、旋回用電動機２１を正常運転することができなくなる事態が生じる場合がある。例えば、インバータ２０、旋回用電動機２１等に故障が発生すると、旋回用電動機２１を正常運転することができなくなる。また、回転角センサ２２に故障が発生した場合も同様であり、旋回機構２（上部旋回体３）を正常運転することができなくなる。よって、旋回用電動機２１を駆動制御することにより旋回機構２（上部旋回体３）を停止させることができないため、旋回機構２（上部旋回体３）の停止状態を保持するために利用されるメカニカルブレーキ２３により旋回機構２（上部旋回体３）を停止させる。また、蓄電系１２０に異常・故障が発生した場合やエンジン１１、電動発電機１２の異常・故障等で電動発電機１２による発電が不能になった場合も同様にメカニカルブレーキ２３により旋回機構２（上部旋回体３）を停止させる場合がある。以下、本実施形態に係る特徴的な動作である緊急停止動作について、詳しく説明する。

なお、旋回用電動機２１を駆動制御することにより旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を停止させる態様を「正常停止」と称し、メカニカルブレーキ２３により旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を停止させる態様を「緊急停止」と称する。また、メカニカルブレーキ２３の作動状態の継続により旋回制動させる態様、即ち、メカニカルブレーキ２３により最大制動トルクを作用させる旋回制動の態様を「メカニカルブレーキ２３の通常作動」と称する。また、少なくとも通常作動時によりも旋回制動の程度を弱めてメカニカルブレーキ２３を作動させる態様を「メカニカルブレーキ２３の弱作動」と称する。

図６は、本実施形態に係るハイブリッドショベルによる緊急停止動作に対応するコントローラ３０による緊急停止処理の一例を概念的に示すフローチャートである。当該フローチャートは、本実施形態に係るハイブリッドショベルの起動中において、所定時間間隔で実行される。

ステップＳ１０１にて、コントローラ３０は、旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止すべき状態か否かを判定する。コントローラ３０は、緊急停止すべき状態である場合、ステップＳ１０２に進み、緊急停止すべき状態でない場合、本フローチャートによる処理を終了する。

なお、旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止すべき状態は、上述の如く、インバータ２０、旋回用電動機２１、回転角センサ２２等に異常・故障が発生して、旋回用電動機２１を正常運転できない場合を含む。また、蓄電系１２０に異常・故障が発生した場合や電動発電機１２による発電が不能になった場合等も含む。また、コントローラ３０は、例えば、既知の自己診断方法により旋回用電動機２１、インバータ２０、回転角センサ２２等の異常・故障の有無を判断することができる。また、コントローラ３０は、入力される各種センサの検出値（インバータ２０、昇降圧コンバータ１００、蓄電装置１９等の過電圧、過電流、温度、緊急停止信号）を処理して、旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止すべきか否かを判断してよい。

ステップＳ１０２にて、コントローラ３０は、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する。具体的には、ハイブリッドショベルの作業姿勢が、メカニカルブレーキ２３の通常作動による最大制動トルクが旋回機構２（上部旋回体３）に作用した際に、姿勢安定性に支障を来すレベルにあるか否かを判定する。コントローラ３０は、作業姿勢が安定状態にあると判定する場合、ステップＳ１０３に進み。作業姿勢が安定状態にないと判定する場合、ステップＳ１０４に進む。ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かの判定手法は、後述する。

ステップＳ１０３にて、コントローラ３０は、メカニカルブレーキ２３を通常作動させて、本フローチャートによる処理を終了する。これにより、旋回機構２（上部旋回体３）に対して、メカニカルブレーキ２３による最大制動トルクが作用し、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を減速、停止させることができる。

一方、ステップＳ１０４にて、コントローラ３０は、メカニカルブレーキ２３を弱作動させる。かかるメカニカルブレーキ２３の弱作動では、少なくとも通常作動時における旋回制動の程度より弱い、所定の強弱の程度（例えば、旋回用電動機２１による最大トルク以下に設定される所定の制動トルク）で、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動させる。これにより、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にない場合において、通常作動時よりも作用する制動トルクが小さくなるため、制動トルクやその反動トルクによりハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性を抑制することができる。特に、メカニカルブレーキ２３の弱作動により発生する制動トルクを旋回用電動機２１による最大トルク以下に設定することにより、制動トルクやその反動トルクによりハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性を更に抑制することができる。

コントローラ３０は、例えば、作用する制動トルク（ブレーキピストン２３ａによるブレーキプレート２３ｅへの押圧力）を制御することによりメカニカルブレーキ２３の弱作動を実現してよい。また、コントローラ３０は、メカニカルブレーキ２３の作動時間（ブレーキ切替弁２３Ｖｂにおける電磁ソレノイドのＯＮ時間）を制御することによりメカニカルブレーキ２３の弱作動を実現してもよい。また、その双方を制御することによりメカニカルブレーキ２３の弱作動を実現してもよい。以下、図７を参照しつつ、メカニカルブレーキ２３の弱作動の実現手法の一例について説明する。

図７は、メカニカルブレーキ２３の弱作動の実現手法の一例を説明する図である。具体的には、メカニカルブレーキ２３のＯＮ／ＯＦＦ制御の態様を説明する図である。図中において、Ｔは、メカニカルブレーキ２３の作動と解除を繰り返す周期を表し、τは、各周期Ｔにおけるメカニカルブレーキ２３の作動時間を表す。

図７に示すように、メカニカルブレーキ２３の作動（ブレーキ切替弁２３Ｖｂの電磁ソレノイドＯＮ）とメカニカルブレーキ２３の解除（ブレーキ切替弁２３Ｖｂの電磁ソレノイドＯＦＦ）をデューティ比Ｄｕｔｙ（＝τ／Ｔ）で繰り返す。この際、メカニカルブレーキ２３の作動時間τを非常に短い時間に設定することにより、ブレーキディスク２３ｄとブレーキプレート２３ｅを滑らせながら制動トルクを発生させることが可能となり、旋回機構２（上部旋回体３）の急制動を抑制することができる。また、メカニカルブレーキ２３の作動と解除を繰り返すことにより、メカニカルブレーキ２３の各作動による制動トルクがデューティ比Ｄｕｔｙにより平滑化（平均化）される。そのため、メカニカルブレーキ２３を通常作動させる場合（最大制動トルク）よりも制動トルクを低減させることができる。即ち、メカニカルブレーキ２３のＯＮ／ＯＦＦ制御により、旋回機構２（上部旋回体３）を減速・停止させるための制動トルクを、メカニカルブレーキ２３を通常作動させる場合よりも小さくすることができる。

例えば、図６のステップＳ１０４における処理では、旋回用電動機２１の最大トルク（発生可能な最大の制動トルク）以下に設定される所定の制動トルクが発生するように、所定のデューティ比Ｄｕｔｙを設定するとよい。これにより、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に影響を与えることなく、旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止させることができる。

なお、メカニカルブレーキ２３のＯＮ／ＯＦＦ制御により発生する制動トルクとデューティ比Ｄｕｔｙとの関係は、予め実験やシミュレーション等により定めることができる。

図８は、本実施形態に係るハイブリッドショベルによる緊急停止動作に対応するコントローラ３０による緊急停止処理の他の例を概念的に示すフローチャートである。当該フローチャートは、本実施形態に係るハイブリッドショベルの起動中において、所定時間間隔で実行される。

本実施例では、旋回機構２の旋回速度をモニタリング可能な場合、即ち、回転角センサ２２に異常・故障が発生していない場合において、オペレータのレバー操作に応じて、メカニカルブレーキ２３を弱作動させる。

なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、図６におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様であるため、説明を省略し、ステップＳ２０４以降について説明を行う。

ステップＳ２０４にて、コントローラ３０は、回転角センサ２２（回転角センサ２２とコントローラ３０との通信線含む）に異常・故障が発生しているか否かを判定する。即ち、コントローラ３０は、回転角センサ２２から旋回機構２の旋回速度に対応する旋回用電動機２１の回転速度を取得可能であるか否かを判定する。コントローラ３０は、回転角センサ２２に異常・故障が発生している場合、ステップＳ２０５に進み、回転角センサ２２に異常・故障が発生していない場合、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０５にて、コントローラ３０は、図６のステップＳ１０４と同様、少なくとも通常作動時における旋回制動の程度より弱い、所定の強弱の程度（例えば、旋回用電動機２１による最大トルク以下に設定される所定の制動トルク）で、メカニカルブレーキ２３を弱作動させる。

一方、ステップＳ２０６にて、コントローラ３０は、レバー操作に対応する旋回制動を実現させる、即ち、レバー操作に対応する制動トルクを発生させる態様で、メカニカルブレーキ２３を弱作動させる。コントローラ３０は、上述の如く、レバー操作に対応する速度指令に対して回転角センサ２２により検出される旋回用電動機２１の回転速度をフィードバックしてトルク指令を生成するフィードバック制御を実行している。そのため、かかるトルク指令と同様の制動トルクが発生するようにメカニカルブレーキ２３を弱作動させることにより、オペレータによるレバー操作に対応する旋回制動を実現させることができる。

例えば、図７に示したメカニカルブレーキ２３のＯＮ／ＯＦＦ制御を用いる場合、コントローラ３０は、レバー操作に応じて旋回用電動機２１が発生する制動トルクと同等の制動トルクが発生するように、デューティ比Ｄｕｔｙを設定するとよい。具体的には、上述の如く、旋回用電動機２１を駆動制御する場合と同様の態様でトルク指令を生成し、当該トルク指令に対応する制動トルクが発生するようにデューティ比Ｄｕｔｙを設定する。これにより、ハイブリッドショベルのオペレータに違和感を与えないようにしつつ、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に影響を与えずに旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止させることができる。

なお、旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止すべき状態が発生した場合、キャビン１０内に設けられる所定のインジケータを点灯させる等により、オペレータにかかる異常状態の発生を通知する。これにより、オペレータは、インジケータを確認することで、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回停止させるレバー操作を行うため、かかるレバー操作に応じて、旋回機構２（上部旋回体３）を緊急停止させることができる。

次に、上述した図６のステップＳ１０２、図８のステップＳ２０２でハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

まず、第１の例として、実施されている作業内容に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

本実施例にて、コントローラ３０は、ハイブリッドショベルによりクレーン作業が実施されている場合、安定状態にない（安定度が低い）と判定し、それ以外（ショベル作業）が実施されている場合、安定状態にあると判定する。

クレーン作業の場合、重量物を吊り下げることも多くなるため、メカニカルブレーキ２３の作動による制動トルクが作用すると、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性がある。そのため、クレーン作業が実施されている場合、安定状態にないと判定する。

なお、クレーン作業が実施されているか否かは、クレーン作業モードが選択されているか否か、即ち、モード選択スイッチ４０から出力されるクレーン作業モードの選択状態に関する信号を受信したか否かにより判断されてよい。また、ブーム圧センサＳ５により検出されるブーム圧からクレーン作業が実施されているか否かを判断することもできる。

続いて、第２の例として、ハイブリッドショベルの傾斜レベルに基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

本実施例にて、コントローラ３０は、傾斜センサＳ１により検出される傾斜角θが所定閾値θｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

比較的大きく傾斜した傾斜地で作業している場合に、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクが作用すると、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性がある。そのため、所定閾値θｔｈを上限として設定し、傾斜角θが所定閾値θｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

続いて、第３の例として、旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

本実施例にて、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回速度ＲＳが所定閾値ＲＳｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度ＲＳが大きくなる程、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクが作用した際に、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性が高くなる。そのため、所定閾値ＲＳｔｈを上限として設定し、旋回速度ＲＳが所定閾値ＲＳｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

なお、コントローラ３０は、回転角センサ２２が故障していない場合、回転角センサ２２から受信する検出信号に基づき、旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度ＲＳを取得する。また、コントローラ３０は、回転角センサ２２が故障している場合、自身が生成する速度指令に基づき、旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度ＲＳを取得（推定）する。

続いて、第４の例として、バケット６の位置（ハイブリッドショベルの作業半径）に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

本実施例にて、コントローラ３０は、上部旋回体３（例えば、上部旋回体３とブーム４の結合位置）に対するバケット６の水平方向における位置（作業半径Ｒ）に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する。具体的には、作業半径Ｒが所定閾値Ｒｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

作業半径Ｒが比較的大きい場合（バケット６の位置が上部旋回体３から比較的離れている場合）、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクが作用すると、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性がある。即ち、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクの反動として、ブーム４、アーム５、バケット６及びバケット６内の掘削された土等の荷重により上部旋回体３に対して大きなモーメントが作用する可能性がある。そのため、作業半径Ｒが所定閾値Ｒｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

なお、作業半径Ｒは、予めコントローラ３０の内部メモリ等に格納されるブーム４、アーム５の長さと、ブーム角度センサＳ２、アーム角度センサＳ３、バケット角度センサＳ４の検出値等に基づき算出することができる。

続いて、第５の例として、作業負荷に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

本実施例にて、コントローラ３０は、作業負荷ＬＤが所定閾値ＬＤｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

作業負荷ＬＤが比較的高い状況（例えば、掘削作業等を行っている状況）で、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクが作用すると、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性がある。即ち、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクの反作用として、バケット６に対して大きな外力が作用し、結果として、上部旋回体３に対して大きなモーメントが作用する可能性がある。そのため、作業負荷ＬＤが所定閾値ＬＤｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

なお、作業負荷ＬＤは、吐出圧力センサ１４ｂにより検出されるメインポンプ１４の吐出圧力Ｐから算出してよい。また、作業負荷ＬＤの代わりに、吐出圧力Ｐを用いて、吐出圧力Ｐが所定閾値Ｐｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定してもよい。

続いて、第６の例として、バケット６や格納式フック６Ｆに掛かる荷重に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

本実施例にて、コントローラ３０は、バケット６内の掘削された土等や格納式フック６Ｆに吊られた物体等の荷重Ｗ（バケット６や格納式フック６Ｆに掛かる荷重Ｗ）が所定閾値Ｗｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

バケット６や格納式フック６Ｆに掛かる荷重Ｗが大きくなる程、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクが作用する際に、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す可能性が高くなる。即ち、メカニカルブレーキ２３の作動による最大制動トルクの反動として、バケット６内の掘削された土等や格納式フック６Ｆに吊られた物体等の荷重により上部旋回体３に対して大きなモーメントが作用する可能性がある。そのため、バケット６や格納式フック６Ｆに掛かる荷重Ｗが所定閾値Ｗｔｈ以上である場合、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

なお、コントローラ３０は、ブーム圧センサＳ５により検出されるブーム圧等に基づき、荷重Ｗを算出することができる。

また、コントローラ３０は、上述した第１〜第６の例の一部又は全部に基づき、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定してよい。例えば、図６のステップＳ１０１にて、第１〜第６の例に基づく判定結果のうち、少なくとも１つでハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定される場合、図６のステップＳ１０３に進むようにしてよい。

続いて、第７の例として、上述した第１〜第６の例における判定指標の一部又は全部を総合的に評価して、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する手法について説明する。

上述した第１〜第６の例における判定指標は、（１）作業内容（クレーン作業）（２）傾斜角θ（３）旋回速度ＲＳ（４）作業半径Ｒ（バケット６の位置）（５）作業負荷ＬＤ（６）荷重Ｗである。本実施例にて、コントローラ３０は、（１）〜（６）の判定指標の一部又は全部に基づき、総合的に、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定する。

例えば、（１）〜（６）の判定指標それぞれに関して、複数段階の安定度に対するレベル（安定度が高い方からレベル１、レベル２、...）を設定する。より具体的には、（１）の判定指標に関しては、クレーン作業以外にレベル１、クレーン作業にレベル２を割り付ける。また、（２）〜（６）の判定指標に関して、レベル１〜レベル４までの４段階の安定度の範囲を区切る３つの閾値を設定し、判定指標と３つの閾値との大小関係から各判定指標に対する安定度に対するレベルを決定する。傾斜角θを例にとれば、所定閾値θｔｈ１、θｔｈ２、θｔｈ３（θｔｈ１＜θｔｈ２＜θｔｈ３）を設ける。そして、傾斜角θが所定閾値θｔｈ１より小さい場合をレベル１、所定閾値θｔｈ１以上且つ所定閾値θｔｈ２より小さい場合をレベル２、所定閾値θｔｈ２以上且つ所定閾値θｔｈ３より小さい場合をレベル３、所定閾値θｔｈ３以上である場合をレベル４とする。

その上で、各判定指標（１）〜（６）に対する安定度のレベルを総合的に評価する。例えば、各判定指標（１）〜（６）に対する安定度のレベル値（１〜４の何れか）の合計値（加算値）或いは乗算値を算出し、算出される合計値或いは乗算値が所定値以上である場合は、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にないと判定する。

なお、判定指標（１）〜（６）の全部を用いる必要はなく、判定指標（１）〜（６）の一部を用いて、ハイブリッドショベルの作業姿勢が安定状態にあるか否かを判定してよい。

このように、本実施形態に係るハイブリッドショベルは、上部旋回体３を緊急停止すべき状態が発生した場合、作業モード（クレーン作業モード）、各種センサの検出値、及び旋回用電動機２１への制御指令値（速度指令）等に基づき、旋回制動の強弱の程度を決定する。そして、決定された強弱の程度で旋回機構２（上部旋回体３）の旋回制動が行われるように、メカニカルブレーキ２３を作動させる。具体的には、作業モード、各種センサの検出値、及び制御指令値に基づき、作業姿勢の安定度を判断し、かかる安定度に応じて旋回制動の強弱の程度を決定する。

これにより、ハイブリッドショベルの作業姿勢の安定度（安定状態にあるか否か）に応じて、制動トルクが調整されるため、旋回機構２（上部旋回体３）の緊急停止により、ハイブリッドショベルの姿勢安定性に支障を来す事態を抑制することができる。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上述した実施形態では、ハイブリッドショベルを例示して説明を行ったが、かかる構成には限定されない。即ち、旋回機構を電動化したショベルであればよく、例えば、外部電源からの電力供給により駆動される電動ショベルであってもよい。

１ 下部走行体
１Ａ、１Ｂ 油圧モータ
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
１２ 電動発電機
１３ 減速機
１４ メインポンプ
１４ｂ 吐出圧力センサ
１５ パイロットポンプ
１６ 高圧油圧ライン
１７ コントロールバルブ
１８、２０ インバータ
１９ 蓄電装置
２１ 旋回用電動機
２１Ａ 回転軸
２２ 回転角センサ
２３ メカニカルブレーキ
２３ａ ブレーキピストン
２３ｂ ブレーキシリンダ
２３ｃ ブレーキスプリング
２３ｄ ブレーキディスク
２３ｅ ブレーキプレート
２３ｆ ブレーキケース
２３Ｖａ レバーロック切替弁
２３Ｖｂ ブレーキ切替弁
２４ 旋回減速機
２５ パイロットライン
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
４０ モード選択スイッチ
１００ 昇降圧コンバータ
１１０ ＤＣバス
１１１ ＤＣバス電圧検出部
１１２ キャパシタ電圧検出部
１１３ キャパシタ電流検出部
１２０ 蓄電系
Ｓ１ 傾斜センサ
Ｓ２ ブーム角度センサ
Ｓ３ アーム角度センサ
Ｓ４ バケット角度センサ
Ｓ５ ブーム圧センサ

Claims (4)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体上に搭載される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に搭載されるブーム、アーム、及びバケットと、
   前記上部旋回体を旋回駆動する旋回用電動機と、
   前記上部旋回体を旋回制動するメカニカルブレーキと、
   前記メカニカルブレーキの作動状態を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記上部旋回体を緊急停止すべき状態が発生した場合、選択される作業モード、搭載されるセンサの検出値、及び前記旋回用電動機への制御指令値の少なくとも１つに基づき、前記メカニカルブレーキによる０よりも大きい旋回制動力の強弱の程度を決定すると共に、決定された強弱の程度で旋回制動するように前記メカニカルブレーキを作動させることを特徴とする、
   ショベル。
2. 前記コントローラは、
   前記上部旋回体を緊急停止すべき状態が発生した場合、選択される作業モード、前記センサの検出値、及び前記制御指令値の少なくとも１つに基づき、前記旋回制動力の強弱の程度を相対的に強い状態及び相対的に弱い状態の何れかに決定する、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記コントローラは、
   前記作業モード、前記検出値、及び前記制御指令値の少なくとも１つに基づき判断される作業姿勢の安定度に応じて、前記旋回制動力の強弱の程度を変更することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のショベル。
4. 前記コントローラは、
   前記上部旋回体を緊急停止すべき状態が発生した場合、前記安定度が所定以上であると判断すると、最大強度で旋回制動するように前記メカニカルブレーキを作動させることを特徴とする、
   請求項３に記載のショベル。

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