WO2021059910A1 - 作業機械 - Google Patents

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WO2021059910A1
WO2021059910A1 PCT/JP2020/033332 JP2020033332W WO2021059910A1 WO 2021059910 A1 WO2021059910 A1 WO 2021059910A1 JP 2020033332 W JP2020033332 W JP 2020033332W WO 2021059910 A1 WO2021059910 A1 WO 2021059910A1
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WO
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precharging
capacitor
work machine
power supply
relay
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PCT/JP2020/033332
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渡辺 明
泰典 太田
勇佑 今井
矢野 学
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日立建機株式会社
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    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • HELECTRICITY
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Definitions

  • the present invention relates to a work machine.
  • Patent Document 1 discloses an electric work machine that drives a pilot pump with an electric motor and changes the output of the electric motor according to the amount of operation of the operating lever.
  • the engine when the ignition switch is turned on, the engine is started after starting up the equipment such as the controller of the electric drive source provided in the work machine.
  • the capacitor provided in the electric circuit is precharged in order to prevent the electric circuit from being damaged due to the inrush current flowing through the capacitor provided in the electric circuit.
  • precharging cannot be performed for some reason, each device cannot be started up, and the work machine may not be able to operate.
  • An object of the present invention is to reduce the situation where the work machine cannot operate.
  • a work machine is used to operate a control device for controlling the work machine, a first power supply for supplying electric power to the control device, a first electric circuit provided with the first power supply, and the work machine. It includes a necessary electric drive source, a second power source for supplying electric power to the electric drive source, and a second electric circuit provided with the second power source.
  • the work machine has a capacitor provided in the second electric circuit, a first precharging device that precharges the capacitor by the electric power from the first power source, and a second precharge device that precharges the capacitor by the electric power from the second electric power source. Further equipped with a charging device.
  • the control device determines whether or not the capacitor can be precharged by one of the first precharging device and the second precharging device, and precharges the capacitor by one of the first precharging device and the second precharging device. If it is determined that charging is not possible, the capacitor is precharged by the other of the first precharging device and the second precharging device.
  • the side view which shows typically the appearance of the hybrid type hydraulic excavator which is an example of the work machine which concerns on this embodiment.
  • Functional block diagram of the vehicle body controller The flowchart which shows the content of the start-up process executed by the body controller which concerns on this embodiment.
  • the flowchart which shows the content of the start-up process executed by the body controller which concerns on the modification 3 of this embodiment.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing the appearance of a hybrid hydraulic excavator.
  • the hybrid hydraulic excavator (hereinafter, referred to as a hydraulic excavator) 1 includes an articulated front working device (hereinafter, simply referred to as a working device) 1A and a vehicle body 1B.
  • the vehicle body 1B is provided on a lower traveling body 51 that travels by driving a pair of left and right crawleres by a pair of left and right traveling hydraulic motors 65, and on the lower traveling body 51. It has an upper swivel body 52 that swivels.
  • a plurality of front members (boom 5, arm 6 and bucket 7) are connected in series.
  • the base end portion of the boom 5 is rotatably supported by the front portion of the upper swing body 52.
  • An arm 6 is rotatably connected to the tip of the boom 5, and a bucket 7 as a work tool is rotatably connected to the tip of the arm 6.
  • the boom 5 is driven by a hydraulic cylinder 61
  • the arm 6 is driven by a hydraulic cylinder 62
  • the bucket 7 is driven by a hydraulic cylinder 63.
  • the hydraulic cylinders 61, 62, 63, the swivel hydraulic motor 64, and the traveling hydraulic motor 65 are collectively referred to as a hydraulic actuator 60.
  • These hydraulic actuators 60 are actuators driven by hydraulic oil as a hydraulic fluid discharged from the main pump 4 described later.
  • a driver's cab 8 is provided on one side (for example, the left side when facing forward) of the front portion on the swivel frame 52a constituting the upper swivel body 52.
  • the driver's cab 8 is provided with a driver's seat on which the operator sits and an operating device 45 (see FIG. 2) operated by the operator.
  • a prime mover room 9 is provided in which a drive system including a prime mover engine 2, a generator motor 3, a main pump 4, and the like is housed.
  • FIG. 2 is a diagram showing a drive system 100 of the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment.
  • the drive system 100 includes a hydraulic system 101 that controls the operation of the hydraulic actuator 60, an electric system 102 that drives the hydraulic pumps (main pump 4 and pilot pump 11) of the hydraulic system 101, and a machine for the main pump 4 and the power generation motor 3.
  • the engine 2 is specifically connected to the engine 2, and the starter motor 21 is mechanically connected to the engine 2.
  • the engine 2 is provided with an engine controller 2a that monitors the state of the engine 2 and controls the operation of the engine 2.
  • the engine controller 2a controls the output torque, the rotation speed (engine rotation speed), and the like of the engine 2 based on the command from the vehicle body controller 13.
  • the hydraulic system 101 includes a main pump 4 mechanically connected to the engine 2 and the power generation motor 3, a control valve 41 that controls the flow of hydraulic oil supplied from the main pump 4 to the hydraulic actuator 60, and an electric motor 12.
  • a pilot pump 11 that is mechanically connected and driven by an electric motor 12 and a pilot pressure that is connected to the pilot pump 11 and is an operation signal for operating the control valve 41 using the discharge pressure of the pilot pump 11 as the original pressure are generated.
  • the operation device 45 is provided.
  • the hydraulic cylinder 61 is represented as an example of the hydraulic actuator 60, and the other hydraulic actuators (hydraulic cylinders 62, 63, swivel hydraulic motor 64, and traveling hydraulic motor 65) are not shown. .. That is, although not shown, the control valve 41 and the operating device 45 are provided corresponding to each of the plurality of hydraulic actuators 60.
  • the operation device 45 is a hydraulic pilot type operation lever device having a tiltable lever 45a.
  • the operating device 45 includes a pressure reducing valve 45b having a mechanism for reducing the pilot pressure (primary pressure) output from the pilot pump 11 by operating the lever 45a.
  • the pilot pump 11 sucks in and discharges the hydraulic oil stored in the tank.
  • a pilot relief valve is provided in the pilot line connecting the pilot pump 11 and the pressure reducing valve 45b of the operating device 45, and the maximum pilot pressure is defined by the pilot relief valve.
  • the pressure reducing valve 45b uses the discharge pressure of the pilot pump 11 as the original pressure to generate a pilot pressure (sometimes referred to as an operating pressure) according to the operating amount and operating direction of the lever 45a operated by the operator.
  • the operating pressure generated by the pressure reducing valve 45b is guided to the pressure receiving chambers 41a and 41b of the control valve 41 and used as a control signal for driving the control valve 41.
  • the hydraulic oil discharged from the main pump 4 is guided to the hydraulic actuator 60 through the control valve 41 to drive the hydraulic actuator 60.
  • the lever 45a of the operating device 45 for operating the boom 5 is operated so as to be tilted in the first direction
  • an operating pressure corresponding to the operating amount of the lever 45a is generated by the pressure reducing valve 45b, and the first pressure receiving chamber of the control valve 41 is generated. It acts on 41a.
  • the hydraulic oil discharged from the main pump 4 is supplied to the rod chamber of the hydraulic cylinder 61, and the hydraulic oil is discharged from the bottom chamber to the tank, causing the hydraulic cylinder 61 to contract.
  • the boom 5 rotates so as to lie down.
  • the electric system 102 monitors the state of each part of the hydraulic excavator 1 and the power generation electric motor 3 mechanically connected to the main pump 4 and the engine 2, and controls the operation of each part of the hydraulic excavator 1. 13 required to operate the low-voltage power supply 14 as the first power supply for supplying power to the vehicle body controller 13, the low-voltage circuit 40 as the first electric circuit provided with the low-voltage power supply 14, and the hydraulic excavator 1.
  • An electric motor 12 as an electric drive source, a high-voltage power supply 17 as a second power source for supplying power to the electric motor 12, and a high-voltage circuit 70 as a second electric circuit provided with the high-voltage power supply 17, and low. It includes a DC-DC converter 20 provided between the voltage circuit 40 and the high-voltage circuit 70, and an electric compressor 29 which is an auxiliary machine connected to the high-voltage circuit 70.
  • the DC-DC converter 20 is a bidirectional DC-DC converter, and is a high-voltage side switching circuit connected to the high-voltage circuit 70, a drive circuit for controlling the switching element of the high-voltage side switching circuit, and a low-voltage circuit 40. Switching by the drive circuit, the drive circuit that controls the switching element of the low voltage side switching circuit and the low voltage side switching circuit, the transformer provided between the high voltage side switching circuit and the low voltage side switching circuit, and the drive circuit. It includes a converter controller 20a that controls the opening / closing operation of the element.
  • the converter controller 20a of the DC-DC converter 20 sets one of the control modes of the step-up mode, the step-down mode, the stop mode, and the precharge mode based on the signal from the vehicle body controller 13.
  • the DC-DC converter 20 boosts the power of the low voltage circuit 40 and supplies it to the high voltage circuit 70 by controlling the opening / closing operation of the switching element by the converter controller 20a.
  • the DC-DC converter 20 steps down the power of the high-voltage circuit 70 and supplies it to the low-voltage circuit 40 by controlling the opening / closing operation of the switching element by the converter controller 20a.
  • the DC-DC converter 20 does not perform either step-up or step-down when the stop mode is set.
  • the DC-DC converter 20 has a current control function, and uses this function to precharge the smoothing capacitors 15c and 16c provided in the high voltage circuit 70 described later. That is, the DC-DC converter 20 functions as a first precharging device that precharges the smoothing capacitors 15c and 16c with the electric power from the low voltage power supply 14.
  • the DC-DC converter 20 boosts the power of the low-voltage circuit 40 and supplies it to the high-voltage circuit 70 by controlling the opening / closing operation of the switching element by the converter controller 20a.
  • the output current of the DC-DC converter 20 to the high voltage circuit 70 is controlled to be smaller than the output current in the boost mode.
  • the converter controller 20a sets the output current to the high voltage circuit 70 to a few amperes (eg, 5 to 10 amperes or less) and the high voltage circuit.
  • the voltage of 70 is gradually increased from 0 V (volt) to the rated voltage.
  • the generator motor 3 is mechanically connected between the engine 2 and the main pump 4.
  • the generator motor 3 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, which generates electric power by being rotationally driven by the engine 2 and supplies the generated electric power to the high voltage circuit 70. Further, the generator motor 3 assists (assists) the driving of the engine 2 by supplying electric power from the high voltage circuit 70. That is, the generator motor 3 has a function of generating power by being rotationally driven by the engine 2 (generator function) and a function of assisting the drive of the engine 2 with the supplied electric power (motor function). ..
  • the generator motor 3 functions as an electric motor when the assist condition is satisfied, and functions as a generator when the assist condition is not satisfied.
  • the assist condition is satisfied, for example, when the remaining battery level of the high-voltage power supply 17 is larger than the predetermined value and the amount of operation of the lever 45a of the operating device 45 is larger than the predetermined value. Further, the assist condition is not satisfied when the remaining battery level of the high voltage power supply 17 is smaller than the predetermined value, or when the operating amount of the lever 45a of the operating device 45 is smaller than the predetermined value.
  • the assist conditions are not limited to this.
  • the operation amount of the operation device 45 is detected by the operation sensor 45s (see FIG. 3), and a signal representing the detection result is output to the vehicle body controller 13.
  • a pressure sensor that detects the operation pressure an angle sensor that detects the inclination angle of the lever 45a, or the like can be adopted.
  • the electric motor 12 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, which is mechanically connected to the pilot pump 11 and is supplied with electric power to drive the pilot pump 11.
  • the rotation speed of the electric motor 12 is controlled based on the amount of operation of the lever 45a of the operating device 45.
  • the electric motor 12 puts the electric motor 12 in a stopped state when the amount of operation of the levers 45a of all the operating devices 45 is 0 (zero). Further, the electric motor 12 is controlled so that the rotation speed increases as the amount of operation of the lever 45a of the operating device 45 increases. In the case of a combined operation in which the levers 45a of the plurality of operating devices 45 are operated, the rotation speed is controlled in consideration of the operating amounts of both.
  • the rotation speed of the electric motor 12 is controlled according to the amount of operation of the lever 45a of the operating device 45, so that fuel efficiency can be improved. If the electric motor 12 cannot be driven, the pilot pump 11 cannot generate the pilot pressure, so that the hydraulic excavator 1 cannot be operated even if the operating device 45 is operated. Therefore, it can be said that the electric motor 12 is an electric drive source necessary for operating the hydraulic excavator 1.
  • the high-voltage circuit 70 to which the high-voltage power supply 17 is connected includes a first inverter 15 for the generator motor 3, a second inverter 16 for the electric motor 12, a first inverter 15, and a second inverter 16. And have high voltage power lines 26A and 26B connected to the high voltage power supply 17.
  • the high voltage power supply 17 is electrically connected to the generator motor 3 via the first inverter 15 and electrically connected to the electric motor 12 via the second inverter 16.
  • the high-voltage power supply 17 includes a power storage device 17a capable of storing electric power, and a battery controller 17b for monitoring and controlling the state of the power storage device 17a.
  • the power storage device 17a is, for example, a power storage device including a plurality of lithium ion secondary batteries as power storage elements, and has a rated voltage of 48 V (volts).
  • the power storage device 17a of the high-voltage power supply 17 is charged (stored) by supplying the generated power generated by the generator motor 3. Further, the power storage device 17a of the high voltage power supply 17 discharges (powers) the charged electric power to the generator motor 3 and the electric motor 12.
  • the battery controller 17b controls the charging operation and the discharging operation of the high voltage power supply 17 based on the command from the vehicle body controller 13. Further, the battery controller 17b monitors the state information such as the current value I, the voltage value V, and the temperature T of the high voltage power supply 17 by the sensor and outputs the state information to the vehicle body controller 13.
  • the first inverter 15 is electrically connected to the generator motor 3 and controls the drive of the generator motor 3.
  • the first inverter 15 includes, for example, a first inverter circuit 15a having a plurality of (for example, six) switching elements including transistors and insulated gate bipolar transistors (IGBTs), and a power generator that controls the opening / closing operation of the switching elements. It has a controller 15b and a first smoothing capacitor 15c provided between the high voltage power lines 26A and 26B on the DC side of the inverter circuit 15a.
  • the first smoothing capacitor 15c smoothes the voltage between the pair of high voltage power lines 26A and 26B.
  • the generator motor controller 15b controls the opening / closing operation of the switching element of the first inverter circuit 15a to convert the power generated by the generator motor 3 into DC power at the time of power generation by the generator motor 3. Is supplied to the high voltage power lines 26A and 26B.
  • the generator motor controller 15b controls the opening / closing operation of the switching element of the first inverter circuit 15a, so that when the motor of the generator motor 3 is driven, the high voltage power supply 17 to the high voltage power line
  • the DC power supplied to 26A and 26B is converted into three-phase AC power and supplied to the generator motor 3, and the generator motor 3 is rotationally driven.
  • the second inverter 16 is electrically connected to the electric motor 12 and controls the drive of the electric motor 12.
  • the second inverter 16 includes, for example, a second inverter circuit 16a having a plurality of (for example, six) switching elements including transistors and insulated gate bipolar transistors (IGBTs), and a motor controller that controls the opening / closing operation of the switching elements. It has 16b and a second smoothing capacitor 16c provided between the high voltage power lines 26A and 26B on the DC side of the inverter circuit 16a.
  • the second smoothing capacitor 16c provided in the high voltage circuit 70 smoothes the voltage between the pair of high voltage power lines 26A and 26B.
  • the motor controller 16b controls the opening / closing operation of the switching element of the second inverter circuit 16a to supply three-phase DC power supplied from the high-voltage power supply 17 to the high-voltage power lines 26A and 26B. It is converted into the AC electric power of the above and supplied to the electric motor 12, and the electric motor 12 is rotationally driven.
  • the first and second smoothing capacitors 15c and 16c are, for example, electrolytic capacitors or film capacitors, and suppress the pulsation (ripple) of voltage and current caused by the high-speed switching (on / off) operation of the switching element.
  • the high voltage circuit 70 is provided with a relay circuit 18. As shown in the figure, the relay circuit 18 is provided on the high voltage power supply 17 side of the smoothing capacitors 15c and 16c in the high voltage power lines 26A and 26B.
  • the relay circuit 18 has a main relay 18b provided on the high voltage power line 26B, a precharge relay 18c connected in parallel to the main relay 18b, and a precharge resistor 18d.
  • the main relay 18b is a relay capable of disconnecting the high voltage power supply 17 from the high voltage circuit 70. In this embodiment, an example in which the main relay 18b is provided on the high voltage power line 26B will be described, but the main relay may be provided on both of the pair of high voltage power lines 26A and 26B.
  • the precharge relay 18c and the precharge resistor 18d are connected in series.
  • the relay circuit 18 functions as a second precharging device that precharges the smoothing capacitors 15c and 16c with the electric power from the high voltage power supply 17.
  • the precharge resistor 18d is a resistor for alleviating the inrush current to the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • the electric compressor 29 is an air conditioner compressor that cools the air in the cab 8 of the hydraulic excavator 1, and is an auxiliary machine driven by electric power supplied through the high voltage circuit 70.
  • the low-voltage circuit 40 to which the low-voltage power supply 14 is connected includes a low-voltage power line 25 that connects the low-voltage power supply 14 and each of the controllers 13, 2a, 17b, 20a, 15b, 16b, a battery relay 27, and a starter relay 28. And have.
  • the starter motor 21 is also connected to the low voltage power line 25.
  • the low voltage power supply 14 is a power storage device capable of storing electric power, for example, a lead storage battery having a rated voltage of 24 V (volt).
  • the low-voltage power supply 14 discharges (powers) the charged electric power to the vehicle body controller 13, the engine controller 2a, the battery controller 17b, the starter motor 21, the converter controller 20a, the generator motor controller 15b, and the motor controller 16b.
  • the battery relay 27 is a relay that can disconnect the low voltage power supply 14 from the low voltage circuit 40
  • the starter relay 28 is a relay that can disconnect the starter motor 21 from the low voltage circuit 40.
  • the battery relay 27 is in a conductive state when the ignition switch 22 described later is operated in the on position, and is in a cutoff state when the ignition switch 22 is operated in the off position.
  • the starter relay 28 is turned on (conducting) when an on (conducting) signal is input from the vehicle body controller 13, and is turned off (disrupted) when an off (disconnecting) signal is input from the vehicle body controller 13.
  • the starter relay 28 is a normally open type relay that is normally cut off, and becomes conductive when a control current (on signal) is supplied from the vehicle body controller 13.
  • the ignition switch 22 is connected to the vehicle body controller 13, and the operating position of the ignition switch 22 is detected by the vehicle body controller 13.
  • the ignition switch 22 is a switch operated by an operator, for example, a key switch that can be operated in an off position, an on position, and a start position.
  • the ignition switch 22 is not limited to the key switch, and may be a push-type switch capable of outputting an off signal, an off signal, and a start signal to the vehicle body controller 13.
  • the battery relay 27 becomes conductive, and power is supplied from the low voltage power supply 14 to devices such as the vehicle body controller 13, the engine controller 2a, and the battery controller 17b. The device starts.
  • the starter motor 21 is, for example, a permanent magnet type electric motor.
  • the vehicle body controller 13 When the ignition switch 22 is further operated from the on position to the start position, the vehicle body controller 13 outputs an on (conduction) signal to the starter relay 28. As a result, the starter relay 28 becomes conductive, power is supplied from the low voltage power supply 14 to the starter motor 21, and the starter motor 21 is driven. Therefore, when the ignition switch 22 is operated to the start position, the output shaft of the engine 2 is driven by the starter motor 21 to start the engine 2.
  • the ignition switch 22 is configured to perform a momentary operation with respect to the start position, and automatically returns to the on position when the operator stops the operation to the start position.
  • the vehicle body controller 13, engine controller 2a, battery controller 17b, converter controller 20a, generator motor controller 15b, and motor controller 16b are connected by a vehicle body communication network 23 such as CAN, and information can be exchanged with each other.
  • a vehicle body communication network 23 such as CAN
  • Each of the controllers 13, 2a, 17b, 20a, 15b, 16b has a CPU (Central Processing Unit) as an operating circuit, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) as a storage device, and an input / output interface (I). / O interface), consisting of a microcomputer equipped with other peripheral circuits.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • I input / output interface
  • Each of the controllers 13, 2a, 17b, 20a, 15b, 16b can also be configured by a plurality of microcomputers.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the vehicle body controller 13.
  • the vehicle body controller 13 functions as a power supply abnormality determination unit 131, a relay control unit 132, a precharge completion determination unit 133, a converter mode setting unit 134, and a display control unit 135 by executing a program stored in the storage device. To do.
  • the vehicle body controller 13 precharges the smoothing capacitors 15c and 16c by one of the DC-DC converter 20 as the first precharging device and the relay circuit 18 as the second precharging device (relay circuit 18 in this embodiment). It is set to do. However, if there is an abnormality in the high voltage power supply 17 or an abnormality in the relay circuit 18, the DC-DC converter 20 precharges the smoothing capacitors 15c and 16c. In order to realize this, the vehicle body controller 13 determines whether or not the smoothing capacitors 15c and 16c can be precharged by the relay circuit 18, and based on the determination result, the DC-DC converter 20 and the relay circuit. The smoothing capacitors 15c and 16c are precharged by any of 18. The details will be described below.
  • the power supply abnormality determination unit 131 determines whether or not the high voltage power supply 17 is abnormal based on the signal output from the battery controller 17b.
  • the abnormality of the high voltage power supply 17 refers to a state in which the high voltage power supply 17 cannot be sufficiently discharged.
  • the determination of whether or not the high-voltage power supply 17 is abnormal is based on information indicating the state of the high-voltage power supply 17, such as the current value I, the voltage value V, and the temperature T, included in the signal output from the battery controller 17b. It can be determined.
  • the power supply abnormality determination unit 131 is high when, for example, the current value I of the high-voltage power supply 17 detected by the current sensor of the battery controller 17b when the internal switch of the high-voltage power supply 17 is closed is less than the threshold value I0. It is determined that the current state of the voltage power supply 17 is normal, and when the current value I is equal to or higher than the threshold value I0, it is determined that the current state of the high voltage power supply 17 is abnormal.
  • the threshold value I0 is a threshold value for determining whether or not it is in an overcurrent state, and is stored in advance in the storage device of the vehicle body controller 13.
  • the power supply abnormality determination unit 131 performs abnormality determination (overcurrent determination, overvoltage determination, overtemperature determination, etc.) of the state based on each state information, and when it is determined that all the determination results are normal, the high voltage It is determined that the power supply 17 is normal, that is, the high voltage power supply 17 is not abnormal, and the power supply abnormality flag is set to off. On the other hand, if any one of the determination results is determined to be abnormal, it is determined that the high voltage power supply 17 is abnormal, and the power supply abnormality flag is set to ON. The power supply abnormality determination unit 131 determines that the high voltage power supply 17 is abnormal even when the signal from the battery controller 17b is interrupted, and turns on the power supply abnormality flag.
  • abnormality determination overcurrent determination, overvoltage determination, overtemperature determination, etc.
  • the power supply abnormality determination unit 131 functions as a first determination unit for determining whether or not the smoothing capacitors 15c and 16c can be precharged by the relay circuit 18.
  • the relay control unit 132 determines that the high voltage power supply 17 is abnormal by the power supply abnormality determination unit 131, the relay control unit 132 outputs an off (cutoff) signal to the main relay 18b and the precharge relay 18c of the relay circuit 18.
  • the relay control unit 132 outputs an off (cutoff) signal to the main relay 18b of the relay circuit 18 and turns on the precharge relay 18c (off). (Conduction) Outputs a signal.
  • the main relay 18b and the precharge relay 18c are normally open type relays that are normally cut off, and are conductive when a control current (on signal) is supplied from the vehicle body controller 13. It becomes a state.
  • the converter mode setting unit 134 DC.
  • the signal for setting the precharge mode is output to the converter controller 20a of the DC converter 20.
  • the converter controller 20a of the DC-DC converter 20 sets the control mode to the precharge mode when a signal for setting the precharge mode is input from the vehicle body controller 13.
  • the precharge completion determination unit 133 determines whether or not the precharge of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed.
  • the precharge completion determination unit 133 starts precharging the smoothing capacitors 15c and 16c for the time after the on (conduction) signal is output to the precharge relay 18c, that is, after the relay circuit 18 starts precharging the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • the time is measured, and when the measured time t elapses from the predetermined time t0, it is determined whether or not the precharge is completed.
  • the completion of precharging is determined based on whether or not the voltage Vc of the high voltage circuit 70 is equal to or higher than the predetermined voltage Vc0.
  • the predetermined time t0 is determined based on the time required from the start to the completion of precharging in the smoothing capacitors 15c and 16c, and is stored in the storage device in advance.
  • the time required from the start to the completion of precharging the smoothing capacitors 15c and 16c can be obtained by an experiment or the like.
  • the predetermined voltage Vc0 is determined based on the rated voltage of the high voltage power supply 17, and is stored in the storage device in advance.
  • the precharge completion determination unit 133 When the measurement time t elapses from the predetermined time t0 and the voltage Vc of the high voltage circuit 70 is less than the predetermined voltage Vc0, the precharge completion determination unit 133 has not completed the precharge normally, that is, It is determined by the relay circuit 18 that the smoothing capacitors 15c and 16c cannot be precharged. When the measurement time t elapses from the predetermined time t0 and the voltage Vc of the high voltage circuit 70 is equal to or higher than the predetermined voltage Vc0, the precharge completion determination unit 133 normally precharges the smoothing capacitors 15c and 16c. Judge as completed.
  • the precharge completion determination unit 133 functions as a relay abnormality determination unit that determines whether or not the precharge relay 18c has an abnormality.
  • the precharge completion determination unit 133 functions as a second determination unit for determining whether or not the smoothing capacitors 15c and 16c can be precharged by the relay circuit 18.
  • the vehicle body controller 13 has a first voltage sensor 15s that detects the terminal voltage Vc1 on the DC side of the first inverter 15 and a second voltage that detects the terminal voltage Vc2 on the DC side of the second inverter 16.
  • the sensor 16s and the third voltage sensor 20s that detects the terminal voltage Vc3 on the high voltage circuit 70 side of the DC-DC converter 20 are connected, and the signal representing the detection result of each voltage sensor 15s, 16s, 20s is the vehicle body controller. It is input to 13.
  • the precharge completion determination unit 133 determines whether or not the precharge is normally completed based on the voltages detected by the voltage sensors 15s, 16s, and 20s. Based on the signals from the respective voltage sensors 15s, 16s, and 20s, the precharge completion determination unit 133 indicates that each of the voltage values Vc1, Vc2, and Vc3 is equal to or higher than the predetermined voltage Vc0 when the measurement time t elapses from the predetermined time t0. If, it is determined that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is completed normally, and the relay abnormality flag is set to off.
  • the precharge completion determination unit 133 at least one of the voltage values Vc1, Vc2, and Vc3 is set when the measurement time t elapses from the predetermined time t0 based on the signals from the respective voltage sensors 15s, 16s, and 20s. If the voltage is less than the predetermined voltage Vc0, it is determined that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c has not been completed normally, and the relay abnormality flag is set to ON.
  • the relay control unit 132 determines that the precharge of the smoothing capacitors 15c and 16c has been normally completed by the precharge completion determination unit 133
  • the relay control unit 132 outputs an off (cutoff) signal to the precharge relay 18c and outputs the off (cutoff) signal to the main relay 18b. Outputs an on (conduction) signal to.
  • an off (cutoff) signal is output to each of the precharge relay 18c and the main relay 18b.
  • the converter mode setting unit 134 determines in the precharge completion determination unit 133 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c by the relay circuit 18 has not been completed normally, that is, the relay circuit 18 determines that the smoothing capacitors 15c and 16c are not completed normally.
  • a signal for setting the precharge mode is output to the converter controller 20a of the DC-DC converter 20.
  • the converter controller 20a of the DC-DC converter 20 sets the control mode to the precharge mode when a signal for setting the precharge mode is input from the vehicle body controller 13.
  • the precharge completion determination unit 133 precharges the smoothing capacitors 15c and 16c by the DC-DC converter 20 in the same manner as the process of determining whether or not the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c by the relay circuit 18 is normally completed. Executes a process for determining whether or not is completed normally. Since the contents of the processing are the same, the description thereof will be omitted.
  • the threshold value for the predetermined time t may be the same value as the threshold value t0 or may be a different value.
  • the display control unit 135 determines in the precharge completion determination unit 133 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c by the DC-DC converter 20 has not been completed normally, that is, the smoothing capacitor 15c is determined by the DC-DC converter 20.
  • a display control signal is output to the display device 81, and an error display image indicating that the engine 2 cannot be started is displayed on the display screen of the display device 81.
  • the display device 81 is connected to the vehicle body controller 13 and displays various display images on the display screen based on the display control signal from the vehicle body controller 13.
  • the display device 81 is, for example, a touch panel type liquid crystal monitor, and is installed in the driver's cab 8.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the startup process executed by the vehicle body controller 13.
  • the ignition switch 22 is operated from the off position to the on position, the power of the low voltage power supply 14 is supplied to each of the controllers 13, 2a, 17b, 20a, 15b, 16b, and the respective controllers 13, 2a.
  • 17b, 20a, 15b, 16b self-diagnosis is performed, and it is executed after it is determined that each of the controllers 13, 2a, 17b, 20a, 15b, 16b is normal.
  • the vehicle body controller 13 displays a display image showing the controller in the failure state on the display device 81. Display it on the display screen and inform the operator.
  • the vehicle body controller 13 is in the engine start prohibition state until the engine start standby state (steps S176 and S186) is reached by satisfying a predetermined condition in the start-up process.
  • the vehicle body controller 13 does not output an ON (conduction) signal to the starter relay 28 even if the ignition switch 22 is operated to the start position when the engine start is prohibited. That is, when the vehicle body controller 13 is not in the engine start standby state, the engine 2 is prohibited from starting.
  • the vehicle body controller 13 outputs an on (conduction) signal to the starter relay 28, drives the starter motor 21, and drives the engine 2. Start.
  • step S110 the vehicle body controller 13 determines whether or not there is an abnormality in the high voltage power supply 17. If it is determined in step S110 that there is no abnormality in the high voltage power supply 17, the process proceeds to step S120. If it is determined in step S110 that the high voltage power supply 17 has an abnormality, that is, if it is determined by the relay circuit 18 that the smoothing capacitors 15c and 16c cannot be precharged, the process proceeds to step S125.
  • step S120 the vehicle body controller 13 sets the power supply abnormality flag to off, and proceeds to step S130.
  • step S125 the vehicle body controller 13 sets the power supply abnormality flag to ON, and proceeds to step S155.
  • step S130 the vehicle body controller 13 outputs an on (conduction) signal to the precharge relay 18c, and proceeds to step S135.
  • the main relay 18b is maintained in a blocked state.
  • the precharge relay 18c becomes conductive, and the smoothing capacitors 15c and 16c are precharged by the electric power of the high voltage power supply 17.
  • step S135 the vehicle body controller 13 determines whether or not the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed by the precharging relay 18c of the relay circuit 18. If it is determined in step S135 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed, the process proceeds to step S140. If it is determined in step S135 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c has not been completed normally, that is, if it is determined by the relay circuit 18 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is not possible, the process proceeds to step S145. ..
  • step S140 the vehicle body controller 13 sets the relay abnormality flag to off and proceeds to step S150.
  • step S145 the vehicle body controller 13 outputs an off (cutoff) signal to the precharge relay 18c, sets the relay abnormality flag to ON, and proceeds to step S155.
  • step S150 the vehicle body controller 13 outputs an off (cutoff) signal to the precharge relay 18c, outputs an on (continuity) signal to the main relay 18b, and proceeds to step S170.
  • step S170 the vehicle body controller 13 outputs a standby instruction to the generator motor controller 15b, and proceeds to step S173.
  • the generator motor controller 15b executes initial processing and enters a standby state in which the generator motor 3 can be driven by the first inverter 15.
  • step S173 the vehicle body controller 13 outputs a standby instruction to the motor controller 16b, and proceeds to step S176.
  • the motor controller 16b executes initial processing and enters a standby state in which the electric motor 12 can be driven by the second inverter 16.
  • step S176 the vehicle body controller 13 releases the engine start prohibition state, enters the engine start standby state, and ends the startup process shown in FIG.
  • step S155 the vehicle body controller 13 outputs a signal for setting the control mode to the precharge mode to the converter controller 20a, and proceeds to step S160.
  • the control mode of the DC-DC converter 20 is set to the precharge mode, the DC-DC converter 20 precharges the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • step S160 the vehicle body controller 13 determines whether or not the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed by the DC-DC converter 20. In step S160, if it is determined that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed, the process proceeds to step S165, and if it is determined that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is not completed normally, the process proceeds to step S190. ..
  • step S165 the vehicle body controller 13 outputs an on (conduction) signal to the main relay 18b, and proceeds to step S180.
  • step S180 the vehicle body controller 13 outputs a standby instruction to the generator motor controller 15b as in step S170, and proceeds to step S183.
  • the generator motor controller 15b executes initial processing and enters a standby state in which the generator motor 3 can be driven by the first inverter 15.
  • step S183 the vehicle body controller 13 outputs a standby instruction to the motor controller 16b as in step S173, and proceeds to step S186.
  • the motor controller 16b executes initial processing and enters a standby state in which the electric motor 12 can be driven by the second inverter 16.
  • step S186 the vehicle body controller 13 releases the engine start prohibition state, enters the engine start standby state, and ends the startup process shown in FIG. 4, as in step S176.
  • step S190 the vehicle body controller 13 outputs a display control signal to the display device 81, displays an error display image indicating that the engine 2 cannot be started, is displayed on the display screen of the display device 81, and is shown in FIG. Ends the indicated startup process.
  • the information may be displayed together with the error display image.
  • the cause of the abnormality is an overvoltage abnormality of the high voltage power supply 17
  • the information may be displayed on the display screen of the display device 81. If it is determined in step S160 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c has not been completed normally, the engine start prohibition state is not released and the engine 2 cannot be started.
  • steps S176 and S186 when the engine start standby state is reached, the engine 2 can be started.
  • the vehicle body controller 13 controls each part of the drive system 100 based on the set state of the power supply abnormality flag.
  • the control contents when the power supply abnormality flag is set to off will be described.
  • the generator motor 3 is driven by the engine 2 to generate electricity.
  • the electric power generated by the generator motor 3 is supplied to the high voltage circuit 70, the electric motor 12 and the electric compressor 29 are driven, and the high voltage power source 17 is charged.
  • the vehicle body controller 13 sets the control mode of the DC-DC converter 20 to the step-down mode, and the DC-DC converter 20 lowers the power of the high-voltage circuit 70. And supplies it to the low voltage circuit 40.
  • the electric power supplied from the DC-DC converter 20 is supplied to each device of the low-voltage circuit 40, and is also supplied to the low-voltage power supply 14 to charge the low-voltage power supply 14.
  • the generator motor 3 When the generator motor 3 is driven as an electric motor and assists the engine 2 to drive the main pump 4, electric power is supplied from the high voltage power source 17 to the high voltage circuit 70, and the generator motor 3, the electric motor 12, and the electric motor 3 are supplied with electric power. Drives the compressor 29. Further, in the state where the generator motor 3 is functioning as an electric motor, the vehicle body controller 13 sets the control mode of the DC-DC converter 20 to the step-down mode, and the DC-DC converter 20 lowers the power of the high-voltage circuit 70. Is supplied to the low voltage circuit 40. The electric power supplied from the DC-DC converter 20 is supplied to each device of the low-voltage circuit 40, and is also supplied to the low-voltage power supply 14 to charge the low-voltage power supply 14.
  • the rotation speed of the electric motor 12 is controlled according to the amount of operation of the lever 45a of the operating device 45.
  • the rotation speed of the electric motor 12 can be increased to the maximum rotation speed Nmax.
  • the electric compressor 29 is controlled so that the actual temperature detected by the temperature sensor provided in the cab 8 approaches the target temperature set by the operator.
  • the control contents when the power supply abnormality flag is set to on will be described.
  • the generator motor 3 is driven by the engine 2 to generate electricity.
  • the vehicle body controller 13 causes the generator motor 3 to function as a generator even when the assist condition for assisting the engine 2 with the generator motor 3 is satisfied. That is, when the power supply abnormality flag is set to ON, the function of the generator motor 3 as an electric motor is limited, and the generator motor 3 functions only as a generator.
  • the electric power generated by the generator motor 3 is supplied to the high voltage circuit 70, and the electric motor 12 and the electric compressor 29 are driven.
  • the vehicle body controller 13 outputs a command to the motor controller 16b to limit the output of the electric motor 12, limits a part or all of the output of the electric motor 12, and suppresses output fluctuations.
  • the electric motor 12 controls the electric motor 12 so that the rotation speed Nc becomes constant regardless of the amount of operation of the lever 45a of the operating device 45.
  • the constant rotation speed Nc is a value smaller than the maximum rotation speed Nmax.
  • the vehicle body controller 13 outputs a command to the electric compressor 29 to limit the output of the electric compressor 29, limits a part or all of the output of the electric compressor 29, and suppresses the output fluctuation.
  • the vehicle body controller 13 determines the power consumption of the devices connected to the high voltage circuit 70 and the low voltage circuit 40 based on the rotation speed and torque of each motor collected via the vehicle body communication network 23 and the voltage and current values of each part.
  • the outputs of the electric motor 12 and the electric compressor 29 are limited so as not to exceed the generated power of the generator motor 3. It is preferable that the output limits of the electric motor 12 and the electric compressor 29 are secured by giving priority to the output of the electric motor 12 and the electric compressor 29 is driven by the surplus. As a result, the hydraulic excavator 1 can be operated in a state where the operation is restricted even in a situation where the power supply cannot be obtained from the high voltage power source 17.
  • the vehicle body controller 13 determines that the power supply abnormality flag is set to ON, that is, the precharge relay 18c of the relay circuit 18 cannot precharge the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • the DC-DC converter 20 can complete the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c, the outputs of the electric motor 12 and the electric compressor 29 are limited. As a result, the load on the engine 2 can be reduced and the occurrence of engine stall can be prevented.
  • the high voltage power supply 17 When the relay abnormality flag is set to ON, the high voltage power supply 17 is in a normal state, so the limit control for limiting the outputs of the electric motor 12 and the electric compressor 29 as described above is not executed. That is, the hydraulic excavator 1 can be operated as usual.
  • the vehicle body controller 13 When the relay abnormality flag is set to ON, the vehicle body controller 13 outputs a display control signal to the display device 81, and displays a display image indicating that the precharge relay 18c has an abnormality on the display screen of the display device 81. Is displayed to inform the operator. As a result, the operator can maintain the signal lines between the precharge relay 18c and the precharge relay 18c and the vehicle body controller 13 and eliminate the abnormality of the precharge relay 18c.
  • the operation when there is an abnormality in the high voltage power supply 17 is summarized as follows.
  • the smoothing capacitors 15c and 16c are precharged by the DC-DC converter 20 (Y ⁇ S125 in S110 of FIG. 4). ⁇ S155).
  • the engine is in the engine start standby state (Y ⁇ S165 ⁇ S180 ⁇ S183 ⁇ S186 in S160 in FIG. 4).
  • the outputs of the electric motor 12 and the electric compressor 29 are driven in a limited state. That is, the hydraulic excavator 1 can be operated even though the operation is restricted.
  • the operation when there is no abnormality in the high voltage power supply 17 and there is an abnormality in the precharge relay 18c is summarized as follows.
  • the precharge relay 18c has an abnormality, and the smoothing capacitors 15c and 16c are precharged by the DC-DC converter 20 (N ⁇ S120 in S110 of FIG. 4). ⁇ S130 ⁇ S135 and N ⁇ S145 ⁇ S155).
  • the engine is in the engine start standby state (Y ⁇ S165 ⁇ S180 ⁇ S183 ⁇ S186 in S160 in FIG. 4).
  • the outputs of the electric motor 12 and the electric compressor 29 are driven without limitation. That is, the hydraulic excavator 1 can be operated without limiting the operation.
  • the hydraulic excavator (working machine) 1 is provided with a vehicle body controller (control device) 13 for controlling the hydraulic excavator 1, a low voltage power supply (first power supply) 14 for supplying electric power to the vehicle body controller 13, and a low voltage power supply 14.
  • a high-voltage circuit (second electric circuit) 70 provided with a high-voltage power supply 17 is provided.
  • the hydraulic excavator 1 is a DC-DC converter (first precharging device) that precharges the smoothing capacitors 15c and 16c provided in the high voltage circuit 70 and the smoothing capacitors 15c and 16c by the electric power from the low voltage power supply 14. ) 20, and a relay circuit (second precharging device) 18 that precharges the smoothing capacitors 15c and 16c by the electric power from the high voltage power supply 17.
  • first precharging device that precharges the smoothing capacitors 15c and 16c provided in the high voltage circuit 70 and the smoothing capacitors 15c and 16c by the electric power from the low voltage power supply 14.
  • second precharging device that precharges the smoothing capacitors 15c and 16c by the electric power from the high voltage power supply 17.
  • the vehicle body controller 13 is basically set to precharge the smoothing capacitors 15c and 16c by one of the DC-DC converter 20 and the relay circuit 18 (relay circuit 18 in this embodiment). The vehicle body controller 13 determines whether or not the smoothing capacitors 15c and 16c can be precharged by one of the DC-DC converter 20 and the relay circuit 18 (relay circuit 18 in this embodiment). When it is determined by one of the DC-DC converter 20 and the relay circuit 18 (relay circuit 18 in this embodiment) that the smoothing capacitors 15c and 16c cannot be precharged, the vehicle body controller 13 determines that the smoothing capacitors 15c and 16c cannot be precharged. The other side of the circuit 18 (DC-DC converter 20 in this embodiment) precharges the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • the DC-DC converter 20 as the first precharging device may be a boost converter capable of boosting the power supplied from the low-voltage power supply 14 to the low-voltage circuit 40 and supplying the power to the high-voltage circuit 70.
  • an alternator is mechanically connected to the engine 2, and the low-voltage power supply 14 is charged (stored) by the generated power of the alternator.
  • the power of the high voltage circuit 70 can be stepped down by the DC-DC converter 20 and supplied to the low voltage circuit 40 to charge the low voltage power supply 14, so that the alternator is omitted. Can be done.
  • ⁇ Modification 2> an example in which the DC-DC converter 20 is provided between the low voltage circuit 40 provided with the low voltage power supply 14 and the high voltage circuit 70 provided with the high voltage power supply 17 has been described. Not limited.
  • the first electric circuit 340 and Relay circuits 18 and 318 as precharging devices may be provided in each of the second electric circuits 370.
  • the relay circuit 318 has a main relay 18b, a precharge relay 18c, and a precharge resistor 18d, similarly to the relay circuit 18 provided in the second electric circuit 370.
  • control converter 320 is provided between the first electric circuit 340 and the second electric circuit 370 instead of the DC-DC converter 20 described in the above embodiment.
  • the control converter 320 is provided to suppress voltage fluctuations in the second electric circuit 370 when the starter motor 21 is driven and when an alternator is provided, when the alternator generates electricity.
  • the smoothing capacitors 15c and 16c can be precharged by the relay circuit 18.
  • An example of precharging the smoothing capacitors 15c and 16c by the DC-DC converter 20 when it is determined whether or not there is a precharge is not possible has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the vehicle body controller 13 is basically set to precharge the smoothing capacitors 15c and 16c by the DC-DC converter 20, and the smoothing capacitors 15c and 16c are basically set by the DC-DC converter 20. It may be determined whether or not precharging is possible, and if it is determined that precharging is not possible, the smoothing capacitors 15c and 16c may be precharged by the relay circuit 18.
  • steps S110, S120, and S125 of FIG. 4 are deleted, and the processes of steps S130, S135, S140, S145, S150, S155, S160, and S165 are the processes of steps S430, S435, S440, and S445, respectively. , S450, S455, S460, S465.
  • step S430 the vehicle body controller 13 executes a process of outputting a signal for setting the control mode to the precharge mode to the converter controller 20a as the same process as step S155 of FIG. 4, and proceeds to step S435.
  • step S435 the vehicle body controller 13 executes a process of determining whether or not the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed by the DC-DC converter 20 as the same process as in step S160 of FIG.
  • step S435 if it is determined that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed, the process proceeds to step S440, and if it is determined that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is not completed normally, the process proceeds to step S445. .
  • step S440 the vehicle body controller 13 sets the converter abnormality flag to off, and proceeds to step S450.
  • step S450 the vehicle body controller 13 outputs an on (conduction) signal to the main relay 18b, and proceeds to step S170.
  • step S445 the vehicle body controller 13 sets the converter abnormality flag to ON, and proceeds to step S455.
  • step S455 the vehicle body controller 13 executes a process of outputting an on (conduction) signal to the precharge relay 18c as the same process as step S130 of FIG. 4, and proceeds to step S460.
  • step S460 the vehicle body controller 13 performs a process of determining whether or not the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed by the precharge relay 18c of the relay circuit 18 as the same process as in step S135 of FIG. Run. If it is determined in step S460 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed, the process proceeds to step S465. If it is determined in step S460 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c has not been completed normally, the process proceeds to step S190.
  • step S465 the vehicle body controller 13 outputs an off (cutoff) signal to the precharge relay 18c, outputs an on (conduction) signal to the main relay 18b, and proceeds to step S180 as the same process as in step S150 of FIG. move on.
  • the vehicle body controller 13 when the converter abnormality flag indicating the abnormality of the DC-DC converter 20 is set to ON, the vehicle body controller 13 outputs a signal for setting the control mode to the stop mode to the converter controller 20a. .. Further, the vehicle body controller 13 outputs a display control signal to the display device 81, and displays a display image indicating that the DC-DC converter 20 is abnormal on the display screen of the display device 81.
  • a direct-acting valve drive device may be adopted in which the spool of the control valve 41 and the movable piece of the electric motor are connected by a link wire and the spool can be directly operated by driving the electric motor.
  • the pilot pump 11 is omitted, and an electric operation lever is adopted instead of the hydraulic pilot type operation device 45, and the electric motor is driven according to the operation amount of the electric operation lever to drive the control valve 41.
  • the spool is driven directly by an electric motor.
  • the control valve 41 can also be an electrically driven valve in which the spool is driven by a solenoid. In this case, the solenoid becomes the electric drive source.
  • the electric motor 12 for driving the pilot pump 11 has been described as an example as the electric drive source required to operate the hydraulic excavator 1, but the present invention is not limited thereto.
  • an electric motor of a cooling fan for cooling the engine 2 can be said to be one of the electric drive sources required to operate the hydraulic excavator 1. This is because if the cooling fan cannot be driven, the engine 2 cannot be cooled and the engine 2 of the hydraulic excavator 1 cannot be started. Further, even when the engine 2 can be started, the temperature rise of the engine 2 cannot be suppressed, so that the operation of the hydraulic excavator 1 is significantly restricted.
  • the pilot pump 11 is driven by the engine 2.
  • the DC-DC converter 20 can precharge the capacitor provided in the high voltage circuit 70.
  • the cooling fan can be driven.
  • the hydraulic excavator 1 can be operated. That is, according to the present modification, it is possible to reduce the situation where the hydraulic excavator 1 cannot operate as in the above embodiment.
  • the hydraulic excavator 1 may have an idling stop function for stopping the engine 2 when the idling stop condition is satisfied.
  • an idling stop function for stopping the engine 2 when the idling stop condition is satisfied.
  • the vehicle body controller 13 determines whether or not the idling stop condition is satisfied.
  • the idling stop condition is satisfied when the lever 45a of the operating device 45 of the hydraulic excavator 1 is not operated for a predetermined time tk. Further, the idling stop condition is a predetermined time when the lever 45a of the operating device 45 of the hydraulic excavator 1 is operated, or when the lever 45a of the operating device 45 of the hydraulic excavator 1 is not operated. It does not hold if tk has not passed.
  • the vehicle body controller 13 determines whether or not the idling stop condition is satisfied based on the detection result of the operation sensor 45s that detects the operation amount of the operation device 45 and the threshold value tc stored in the storage device of the controller 13. .. The vehicle body controller 13 determines that the operation has not been performed when the operation amount L of the operation device 45 is less than the threshold value L0, and determines that the operation has been performed when the operation amount L is the threshold value L0 or more. ..
  • the threshold value L0 is a threshold value for determining whether or not the operation device 45 is being operated, and is stored in advance in the storage device of the vehicle body controller 13.
  • the vehicle body controller 13 stops the engine 2 when the idling stop condition is satisfied when the precharge of the smoothing capacitors 15c and 16c can be normally completed by the precharge relay 18c of the relay circuit 18.
  • the high voltage power supply 17 is in an abnormal state, and the precharge relay 18c of the relay circuit 18 determines that the smoothing capacitors 15c and 16c cannot be precharged, and the DC-DC
  • the precharge of the smoothing capacitors 15c and 16c can be completed by the converter 20, the engine 2 is not stopped even if the idling stop condition is satisfied.
  • the engine 2 can be driven and the generated electric power can be continuously generated by the generator motor 3, so that the hydraulic excavator 1 is operated due to the decrease in the remaining battery level of the power sources (14, 17). It is possible to avoid the situation where it becomes impossible to do so. Therefore, according to this modification, it is possible to reduce the situation where the hydraulic excavator 1 cannot operate in the hydraulic excavator 1 having the idling stop function.
  • the above idling stop condition is an example, and various idling stop conditions can be adopted.
  • the idling stop condition may be satisfied when the gate lock lever provided in the cab 8 of the hydraulic excavator 1 is opened and the operator can get out of the cab 8.
  • the state information such as the current value I, the voltage value V, and the temperature T of the high voltage power supply 17 is individually compared with the threshold value to determine whether or not those states are abnormal, and they are used.
  • An example of determining whether or not the high voltage power supply 17 is abnormal has been described from the determination result of the above, but the present invention is not limited to this.
  • Various methods for determining whether or not the high-voltage power supply 17 is abnormal can be adopted.
  • ⁇ Modification 8-1> For example, among the state information such as the current value I, the voltage value V, and the temperature T of the high voltage power supply 17, a judgment index for judging an abnormality of the high voltage power supply 17 is calculated from a plurality of state information, and the judgment index is used as the judgment index. It may be determined whether or not the high voltage power supply 17 is abnormal by comparing with the threshold value stored in the storage device.
  • ⁇ Modification 8-2> It may be determined whether or not the high voltage power supply 17 is abnormal by comparing the index showing the variation in the voltage of the high voltage power supply 17 with the threshold value stored in the storage device.
  • a leakage detection circuit may be provided in the high-voltage power supply 17, and the leakage current may be detected by this detection circuit.
  • the vehicle body controller 13 determines that the high voltage power supply 17 is abnormal when a signal indicating that the leakage current has been detected is input.
  • the vehicle body controller 13 may determine that the high voltage power supply 17 is abnormal when a signal indicating that the sensor provided in the battery controller 17b is abnormal is input.
  • ⁇ Modification example 9> In the above embodiment, an example in which the vehicle body controller 13 determines whether or not the high voltage power supply 17 is abnormal based on the state information of the high voltage power supply 17 acquired from the battery controller 17b has been described. Not limited to this.
  • the battery controller 17b may perform the abnormality determination described in the above embodiment. In this case, the battery controller 17b outputs a signal indicating the abnormality determination result to the vehicle body controller 13.
  • the vehicle body controller 13 acquires a determination result indicating that it is abnormal from the battery controller 17b, it determines that the high-voltage power supply 17 is abnormal, and determines that it is not abnormal (normal) from the battery controller 17b.
  • the result is acquired, it is determined that the high voltage power supply 17 is not abnormal.
  • auxiliary machines connected to the high voltage circuit 70 include an electromagnetic proportional valve for controlling a hydraulic system, an electric motor of a fan for cooling the engine 2, and the like.
  • Step S110, S120, and S125 shown in FIG. 4 may be omitted.
  • the high-voltage power supply 17 is in an abnormal state such as the internal wiring of the high-voltage power supply 17 being broken, it is determined in step S135 that the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c was not completed normally.
  • step S135 corresponds to a process of determining whether or not there is an abnormality in the precharge relay 18c and the high voltage power supply 17. Therefore, in this modification, in step S140, the vehicle body controller 13 turns off the relay abnormality flag and the power supply abnormality flag, and proceeds to step S150. Further, in step S145, the vehicle body controller 13 outputs an off (cutoff) signal to the precharge relay 18c, turns on the relay abnormality flag and the power supply abnormality flag, and proceeds to step S155.
  • ⁇ Modification example 12> if the precharging is not completed when a predetermined time t0 has elapsed since the relay circuit 18 started the precharging of the smoothing capacitors 15c and 16c, the relay circuit 18 precharges the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • the present invention is not limited to this. For example, after the process of step S145 shown in FIG. 4 is completed, the process may proceed to step S190.
  • step S110 if it is determined in step S110 that the high voltage power supply 17 is abnormal, the process proceeds to step S125, and when the process of step S125 is completed, the process proceeds to step S155. That is, when the high voltage power supply 17 is abnormal and the relay circuit 18 determines that the smoothing capacitors 15c and 16c cannot be precharged, the DC-DC converter 20 precharges the smoothing capacitors 15c and 16c.
  • the low voltage power supply 14 is a lead storage battery has been described, but the low voltage power supply 14 is not limited to this, and various power storage devices can be adopted.
  • the high voltage power supply 17 includes a power storage device 17a including a power storage element such as a lithium ion secondary battery has been described, but the high voltage power supply 17 is not limited to this.
  • the high-voltage power supply 17 may include a power storage device including a power storage element such as a nickel-metal hydride secondary battery, or may include an electric double layer capacitor.
  • the precharge completion determination unit 133 describes an example of determining whether or not the precharge of the smoothing capacitors 15c and 16c is normally completed based on the signals from the voltage sensors 15s, 16s and 20s.
  • the present invention is not limited to this. Since the same detection result can be obtained for the voltage (bus voltage) of the high voltage circuit 70 at any location, the pre-smoothing capacitors 15c and 16c are pre-based on the signals of at least one of the voltage sensors 15s, 16s and 20s. It may be determined whether or not the charge is completed normally. By executing the determination process based on the signals from the plurality of voltage sensors 15s, 16s, 20s, the reliability of the determination result can be improved.
  • Operating device 60 ... Hydraulic actuator, 70 ... High voltage circuit (second electric circuit), 314 ... First power supply, 317 ... Second power supply, 318 ... Relay circuit (first precharging device), 340 ... 1st electric circuit, 370 ... 2nd electric circuit

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Abstract

作業機械は、制御装置と、制御装置に電力を供給する第1電源が設けられる第1電気回路と、作業機械を動作させるのに必要な電動駆動源と、電動駆動源に電力を供給する第2電源が設けられる第2電気回路と、を備える。作業機械は、第2電気回路に設けられるコンデンサと、第1電源の電力でコンデンサのプリチャージを行う第1プリチャージ装置と、第2電源の電力でコンデンサのプリチャージを行う第2プリチャージ装置と、をさらに備える。制御装置は、プリチャージ装置の一方によりプリチャージが可能でないと判定されると、プリチャージ装置の他方によりプリチャージを行う。

Description

作業機械
 本発明は、作業機械に関する。
 近年、環境への配慮、燃費の向上等を目的として、油圧ショベル等の作業機械の電動化が進められている。例えば、エンジンの動力により駆動するポンプ等の機器は、ユーザの使用状態によらず、エンジンが稼働している限り動作を続け、エネルギーを消費していた。これに対し、電動モータ等の電動駆動源によってポンプ等の機器を駆動することにより、必要な場合に必要なだけ電動駆動源を稼働させることが可能となり、燃料消費量の低減が可能となる。
 特許文献1には、パイロットポンプを電動モータで駆動し、操作レバーの操作量に応じて、電動モータの出力を変更する電動式の作業機械が開示されている。
特開2008-214970号公報
 このような作業機械では、イグニッションスイッチがオン操作されると、作業機械に設けられる電動駆動源のコントローラ等の機器をスタートアップしてからエンジンの始動を行う。このスタートアップでは、電気回路に設けられるコンデンサに突入電流が流れることに起因して電気回路が損傷することを防止するために、電気回路に設けられるコンデンサのプリチャージ(予備充電)が行われる。しかしながら、なんらかの原因でプリチャージを行うことができない場合、各機器をスタートアップさせることができなくなり、作業機械を動作させることができなくなってしまうおそれがある。
 本発明は、作業機械が動作できない状況を少なくすることを目的とする。
 本発明の一態様による作業機械は、作業機械を制御する制御装置と、制御装置に電力を供給する第1電源と、第1電源が設けられる第1電気回路と、作業機械を動作させるのに必要な電動駆動源と、電動駆動源に電力を供給する第2電源と、第2電源が設けられる第2電気回路と、を備える。作業機械は、第2電気回路に設けられるコンデンサと、第1電源からの電力によってコンデンサのプリチャージを行う第1プリチャージ装置と、第2電源からの電力によってコンデンサのプリチャージを行う第2プリチャージ装置と、をさらに備える。制御装置は、第1プリチャージ装置および第2プリチャージ装置の一方によりコンデンサのプリチャージが可能であるか否かを判定し、第1プリチャージ装置および第2プリチャージ装置の一方によりコンデンサのプリチャージが可能でないと判定されると、第1プリチャージ装置および第2プリチャージ装置の他方によりコンデンサのプリチャージを行う。
 本発明によれば、作業機械が動作できない状況を少なくすることができる。
本実施形態に係る作業機械の一例であるハイブリッド式油圧ショベルの外観を模式的に示す側面図。 本実施形態に係る油圧ショベルの駆動システムを示す図。 車体コントローラの機能ブロック図。 本実施形態に係る車体コントローラにより実行されるスタートアップ処理の内容を示すフローチャート。 本実施形態の変形例2に係る油圧ショベルの駆動システムを示す図。 本実施形態の変形例3に係る車体コントローラにより実行されるスタートアップ処理の内容を示すフローチャート。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、作業機械がハイブリッド式油圧ショベルである場合を例に説明する。
 図1は、ハイブリッド式油圧ショベルの外観を模式的に示す側面図である。図1に示すように、ハイブリッド式油圧ショベル(以下、油圧ショベルと記す)1は、多関節型のフロント作業装置(以下、単に作業装置と記す)1Aと、車体1Bと、を備える。車体1Bは、左右一対のクローラを左右一対の走行油圧モータ65によって駆動することにより走行する下部走行体51と、下部走行体51上に設けられ、旋回油圧モータ64により下部走行体51に対して旋回する上部旋回体52と、を有する。
 作業装置1Aは、複数のフロント部材(ブーム5、アーム6およびバケット7)が直列的に連結されている。ブーム5の基端部は上部旋回体52の前部に回動可能に支持されている。ブーム5の先端部にはアーム6が回動可能に連結され、アーム6の先端部には作業具としてのバケット7が回動可能に連結されている。ブーム5は油圧シリンダ61によって駆動され、アーム6は油圧シリンダ62によって駆動され、バケット7は油圧シリンダ63によって駆動される。以下、油圧シリンダ61,62,63、旋回油圧モータ64、および走行油圧モータ65を総称して、油圧アクチュエータ60とも記す。これらの油圧アクチュエータ60は、後述するメインポンプ4から吐出される作動流体としての作動油によって駆動するアクチュエータである。
 上部旋回体52を構成する旋回フレーム52a上の前部の片側(例えば、前方を向いて左側)には、運転室8が設けられている。運転室8には、オペレータが着座する運転席と、オペレータによって操作される操作装置45(図2参照)と、が設けられる。旋回フレーム52a上の運転室8の後方には、原動機であるエンジン2、発電電動機3、メインポンプ4等を有する駆動システムが収容される原動機室9が設けられる。
 図2を参照して、本実施形態に係る油圧ショベル1の駆動システム100について説明する。図2は、本実施形態に係る油圧ショベル1の駆動システム100を示す図である。駆動システム100は、油圧アクチュエータ60の動作を制御する油圧システム101と、油圧システム101の油圧ポンプ(メインポンプ4およびパイロットポンプ11)を駆動する電動システム102と、メインポンプ4および発電電動機3に機械的に接続されるエンジン2と、エンジン2に機械的に接続されるスタータモータ21と、を備える。
 エンジン2には、エンジン2の状態の監視およびエンジン2の動作を制御するエンジンコントローラ2aが設けられている。エンジンコントローラ2aは、車体コントローラ13からの指令に基づいて、エンジン2の出力トルク、回転速度(エンジン回転数)等を制御する。
 油圧システム101は、エンジン2および発電電動機3に機械的に接続されるメインポンプ4と、メインポンプ4から油圧アクチュエータ60に供給される作動油の流れを制御するコントロールバルブ41と、電動モータ12に機械的に接続され電動モータ12によって駆動されるパイロットポンプ11と、パイロットポンプ11に接続され、パイロットポンプ11の吐出圧を元圧としてコントロールバルブ41を操作するための操作信号であるパイロット圧を生成する操作装置45と、を備える。なお、図2では、油圧アクチュエータ60の一例として油圧シリンダ61を代表して記載し、その他の油圧アクチュエータ(油圧シリンダ62,63、旋回油圧モータ64および走行油圧モータ65)の図示は省略している。つまり、図示しないが、コントロールバルブ41および操作装置45は、複数の油圧アクチュエータ60のそれぞれに対応して設けられる。
 本実施形態に係る操作装置45は、傾動可能なレバー45aを有する油圧パイロット式の操作レバー装置である。操作装置45は、レバー45aを操作することによりパイロットポンプ11から出力されるパイロット圧(元圧)を減圧する機構を有する減圧弁45bを備えている。パイロットポンプ11は、タンクに貯留されている作動油を吸い込み、吐出する。なお、図示しないが、パイロットポンプ11と操作装置45の減圧弁45bとを接続するパイロットラインには、パイロットリリーフ弁が設けられ、このパイロットリリーフ弁によりパイロット圧の最高圧力が規定される。
 減圧弁45bは、パイロットポンプ11の吐出圧を元圧として、オペレータにより操作されるレバー45aの操作量と操作方向に応じたパイロット圧(操作圧と称することもある)を発生する。減圧弁45bで生成された操作圧はコントロールバルブ41の受圧室41a,41bに導かれ、コントロールバルブ41を駆動する制御信号として利用される。
 メインポンプ4から吐出された作動油は、コントロールバルブ41を通じて油圧アクチュエータ60に導かれることにより、油圧アクチュエータ60が駆動する。例えば、ブーム5を操作する操作装置45のレバー45aを第1方向に傾けるように操作すると、レバー45aの操作量に応じた操作圧が減圧弁45bで生成され、コントロールバルブ41の第1受圧室41aに作用する。これにより、メインポンプ4から吐出された作動油が油圧シリンダ61のロッド室に供給されるとともに、ボトム室から作動油がタンクに排出され、油圧シリンダ61が収縮する。油圧シリンダ61が収縮することにより、ブーム5が倒伏するように回動する。また、ブーム5を操作する操作装置45のレバー45aを第1方向とは反対の第2方向に傾けるように操作すると、レバー45aの操作量に応じた操作圧が減圧弁45bで生成され、コントロールバルブ41の第2受圧室41bに作用する。これにより、メインポンプ4から吐出された作動油が油圧シリンダ61のボトム室に供給されるとともに、ロッド室から作動油がタンクに排出され、油圧シリンダ61が伸長する。油圧シリンダ61が伸長することにより、ブーム5が起立するように回動する。
 電動システム102は、メインポンプ4およびエンジン2に機械的に接続される発電電動機3と、油圧ショベル1の各部の状態を監視し、油圧ショベル1の各部の動作を制御する制御装置としての車体コントローラ13と、車体コントローラ13に電力を供給する第1電源としての低電圧電源14と、低電圧電源14が設けられる第1電気回路としての低電圧回路40と、油圧ショベル1を動作させるのに必要な電動駆動源である電動モータ12と、電動モータ12に電力を供給する第2電源としての高電圧電源17と、高電圧電源17が設けられる第2電気回路としての高電圧回路70と、低電圧回路40と高電圧回路70との間に設けられるDC-DCコンバータ20と、高電圧回路70に接続される補機である電動コンプレッサ29と、を備える。
 DC-DCコンバータ20は、双方向DC-DCコンバータであり、高電圧回路70に接続される高電圧側スイッチング回路と、高電圧側スイッチング回路のスイッチング素子を制御する駆動回路と、低電圧回路40に接続される低電圧側スイッチング回路と、低電圧側スイッチング回路のスイッチング素子を制御する駆動回路と、高電圧側スイッチング回路と低電圧側スイッチング回路との間に設けられるトランスと、駆動回路によってスイッチング素子の開閉動作を制御するコンバータコントローラ20aと、を備えている。
 DC-DCコンバータ20のコンバータコントローラ20aは、車体コントローラ13からの信号に基づいて、昇圧モード、降圧モード、停止モードおよびプリチャージモードのいずれかの制御モードを設定する。
 DC-DCコンバータ20は、昇圧モードが設定されている場合、コンバータコントローラ20aがスイッチング素子の開閉動作を制御することにより、低電圧回路40の電力を昇圧して高電圧回路70に供給する。DC-DCコンバータ20は、降圧モードが設定されている場合、コンバータコントローラ20aがスイッチング素子の開閉動作を制御することにより、高電圧回路70の電力を降圧して低電圧回路40に供給する。DC-DCコンバータ20は、停止モードが設定されている場合、昇圧および降圧のいずれも実行しない。
 DC-DCコンバータ20は、電流制御機能を有しており、この機能を用いて後述する高電圧回路70に設けられる平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う。つまり、DC-DCコンバータ20は、低電圧電源14からの電力によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージ(予備充電)を行う第1プリチャージ装置として機能する。DC-DCコンバータ20は、プリチャージモードが設定されている場合、コンバータコントローラ20aがスイッチング素子の開閉動作を制御することにより、低電圧回路40の電力を昇圧して高電圧回路70に供給する。なお、プリチャージモードでは、DC-DCコンバータ20の高電圧回路70への出力電流は、昇圧モードのときの出力電流に比べて小さい電流となるように制御される。例えば、プリチャージモードが設定されると、コンバータコントローラ20aは、高電圧回路70への出力電流を数A(アンペア)に設定し(例えば5~10A(アンペア)以下に設定し)、高電圧回路70の電圧を0V(ボルト)から徐々に定格電圧まで上昇させる。
 発電電動機3は、エンジン2とメインポンプ4との間に機械的に接続されている。発電電動機3は、例えば、永久磁石式の同期電動機であり、エンジン2によって回転駆動されることにより発電を行い、発電電力を高電圧回路70に供給する。また、発電電動機3は、高電圧回路70から電力が供給されることによりエンジン2の駆動を補助(アシスト)する。すなわち、発電電動機3は、エンジン2によって回転駆動されることにより発電を行う機能(発電機機能)と、供給される電力によりエンジン2の駆動を補助する機能(電動機機能)とを有している。
 発電電動機3は、アシスト条件が成立している場合に電動機として機能し、アシスト条件が成立していない場合に発電機として機能する。アシスト条件は、例えば、高電圧電源17の電池残量が所定値よりも大きく、かつ、操作装置45のレバー45aの操作量が所定値よりも大きいときに成立する。また、アシスト条件は、高電圧電源17の電池残量が所定値よりも小さい場合、あるいは、操作装置45のレバー45aの操作量が所定値よりも小さいときには成立しない。なお、アシスト条件は、これに限定されるものではない。
 操作装置45の操作量は、操作センサ45s(図3参照)によって検出され、検出結果を表す信号が車体コントローラ13に出力される。操作センサ45sには、操作圧を検出する圧力センサ、あるいは、レバー45aの傾き角度を検出する角度センサ等を採用することができる。
 電動モータ12は、例えば永久磁石式の同期電動機であり、パイロットポンプ11に機械的に接続され、電力が供給されることによりパイロットポンプ11を駆動する。電動モータ12は、操作装置45のレバー45aの操作量に基づいて、回転数が制御される。電動モータ12は、全ての操作装置45のレバー45aの操作量が0(ゼロ)である場合には、電動モータ12を停止状態にする。また、電動モータ12は、操作装置45のレバー45aの操作量の増加に応じて、回転数が増加するように制御される。複数の操作装置45のレバー45aが操作される複合操作のときには、双方の操作量を加味して回転数が制御される。このように、操作装置45のレバー45aの操作量に応じて電動モータ12の回転数が制御されるため、燃費を向上することができる。なお、電動モータ12を駆動させることができない場合、パイロットポンプ11によってパイロット圧を生成することができないため、操作装置45を操作したとしても油圧ショベル1を動作させることができなくなる。このため、電動モータ12は、油圧ショベル1を動作させるのに必要な電動駆動源であるといえる。
 高電圧電源17が接続される高電圧回路70は、発電電動機3用の第1のインバータ15と、電動モータ12用の第2のインバータ16と、第1のインバータ15、第2のインバータ16、および高電圧電源17に接続される高電圧電力ライン26A,26Bと、を有する。
 高電圧電源17は、第1のインバータ15を介して発電電動機3に電気的に接続されるとともに、第2のインバータ16を介して電動モータ12に電気的に接続されている。高電圧電源17は、電力を蓄えることのできる蓄電装置17aと、蓄電装置17aの状態を監視して制御するためのバッテリコントローラ17bと、を備える。蓄電装置17aは、例えば、蓄電素子としてのリチウムイオン二次電池を複数備えた蓄電装置であり、定格電圧は48V(ボルト)である。高電圧電源17の蓄電装置17aは、発電電動機3によって発生した発電電力が供給されることによって充電(蓄電)される。また、高電圧電源17の蓄電装置17aは、充電された電力を発電電動機3および電動モータ12に放電(給電)する。
 バッテリコントローラ17bは、車体コントローラ13からの指令に基づいて高電圧電源17の充電動作や放電動作を制御する。また、バッテリコントローラ17bは、高電圧電源17の電流値I、電圧値V、温度T等の状態情報をセンサにより監視し、車体コントローラ13に出力している。
 第1のインバータ15は、発電電動機3に電気的に接続され、発電電動機3の駆動を制御する。第1のインバータ15は、例えば、トランジスタや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)などからなる複数(例えば6個)のスイッチング素子を有する第1のインバータ回路15aと、スイッチング素子の開閉動作を制御する発電電動機コントローラ15bと、インバータ回路15aの直流側の高電圧電力ライン26A,26B間に設けられた第1の平滑コンデンサ15cと、を有する。第1の平滑コンデンサ15cは、一対の高電圧電力ライン26A,26B間の電圧を平滑化する。
 第1のインバータ15は、発電電動機コントローラ15bが第1のインバータ回路15aのスイッチング素子の開閉動作を制御することにより、発電電動機3の発電時において、発電電動機3による発電電力を直流電力に変換して高電圧電力ライン26A,26Bに供給する。一方、第1のインバータ15は、発電電動機コントローラ15bが第1のインバータ回路15aのスイッチング素子の開閉動作を制御することにより、発電電動機3のモータ駆動時において、高電圧電源17から高電圧電力ライン26A,26Bに供給される直流電力を三相の交流電力に変換して発電電動機3に供給し、発電電動機3を回転駆動する。
 第2のインバータ16は、電動モータ12に電気的に接続され、電動モータ12の駆動を制御する。第2のインバータ16は、例えば、トランジスタや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)などからなる複数(例えば6個)のスイッチング素子を有する第2のインバータ回路16aと、スイッチング素子の開閉動作を制御するモータコントローラ16bと、インバータ回路16aの直流側の高電圧電力ライン26A,26B間に設けられた第2の平滑コンデンサ16cと、を有する。高電圧回路70に設けられる第2の平滑コンデンサ16cは、一対の高電圧電力ライン26A,26B間の電圧を平滑化する。
 第2のインバータ16は、モータコントローラ16bが第2のインバータ回路16aのスイッチング素子の開閉動作を制御することにより、高電圧電源17から高電圧電力ライン26A,26Bに供給される直流電力を三相の交流電力に変換して電動モータ12に供給し、電動モータ12を回転駆動する。
 第1および第2の平滑コンデンサ15c,16cは、例えば、電解コンデンサあるいはフィルムコンデンサであって、スイッチング素子の高速スイッチング(オン・オフ)動作により生じる電圧・電流の脈動(リップル)を抑制する。
 また、高電圧回路70には、リレー回路18が設けられる。リレー回路18は、図示するように、高電圧電力ライン26A,26Bにおける平滑コンデンサ15c,16cよりも高電圧電源17側に設けられている。
 リレー回路18は、高電圧電力ライン26Bに設けられたメインリレー18bと、メインリレー18bに並列に接続されるプリチャージリレー18cおよびプリチャージ抵抗18dと、を有する。メインリレー18bは、高電圧電源17を高電圧回路70から切り離すことのできるリレーである。なお、本実施形態では、メインリレー18bを高電圧電力ライン26Bに設ける例について説明するが、一対の高電圧電力ライン26A,26Bの双方にメインリレーを設けてもよい。プリチャージリレー18cおよびプリチャージ抵抗18dは、直列に接続される。リレー回路18は、高電圧電源17からの電力によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージ(予備充電)を行う第2プリチャージ装置として機能する。プリチャージ抵抗18dは、平滑コンデンサ15c,16cへの突入電流を緩和するための抵抗器である。
 プリチャージリレー18cを導通状態として平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行ってからメインリレー18bを導通状態とすることにより、メインリレー18bおよび高電圧回路70に接続される機器に突入電流が流れることを防止することができる。その結果、メインリレー18bの溶着および高電圧回路70に接続される機器の損傷を防止することができる。
 電動コンプレッサ29は、油圧ショベル1の運転室8内の空気を冷やすエア・コンディショナーのコンプレッサであり、高電圧回路70を介して供給される電力によって駆動される補機である。
 低電圧電源14が接続される低電圧回路40は、低電圧電源14と各コントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bを接続する低電圧電力ライン25と、バッテリリレー27と、スタータリレー28と、を有する。なお、低電圧電力ライン25には、スタータモータ21も接続されている。
 低電圧電源14は、電力を蓄えることのできる蓄電装置であり、例えば、定格電圧が24V(ボルト)の鉛蓄電池である。低電圧電源14は、充電された電力を車体コントローラ13、エンジンコントローラ2a、バッテリコントローラ17b、スタータモータ21、コンバータコントローラ20a、発電電動機コントローラ15b、およびモータコントローラ16bに放電(給電)する。
 バッテリリレー27は、低電圧電源14を低電圧回路40から切り離すことができるリレーであり、スタータリレー28は、スタータモータ21を低電圧回路40から切り離すことができるリレーである。バッテリリレー27は、後述するイグニッションスイッチ22がオン位置に操作されると導通状態となり、イグニッションスイッチ22がオフ位置に操作されると遮断状態となる。スタータリレー28は、車体コントローラ13からオン(導通)信号が入力されることによりオン(導通)状態となり、車体コントローラ13からオフ(遮断)信号が入力されることによりオフ(遮断)状態となる。なお、スタータリレー28は、通常時は遮断状態となっているノーマルオープンタイプのリレーであり、車体コントローラ13から制御電流(オン信号)が供給されると導通状態となる。
 車体コントローラ13にはイグニッションスイッチ22が接続され、イグニッションスイッチ22の操作位置は車体コントローラ13で検出される。イグニッションスイッチ22は、オペレータによって操作されるスイッチであり、例えば、オフ位置、オン位置およびスタート位置に操作可能なキースイッチである。なお、イグニッションスイッチ22は、キースイッチに限定されることなく、オフ信号、オフ信号およびスタート信号を車体コントローラ13に出力可能なプッシュ式のスイッチとしてもよい。
 イグニッションスイッチ22がオフ位置からオン位置に操作されると、バッテリリレー27が導通状態となり、低電圧電源14から車体コントローラ13、エンジンコントローラ2aおよびバッテリコントローラ17b等の機器に電力が供給され、それらの機器が起動する。
 スタータモータ21は、例えば、永久磁石式の電動機である。イグニッションスイッチ22がオン位置に操作された状態から、さらに、スタート位置に操作されると、車体コントローラ13は、スタータリレー28にオン(導通)信号を出力する。これにより、スタータリレー28が導通状態となり、低電圧電源14からスタータモータ21に電力が供給され、スタータモータ21が駆動する。したがって、イグニッションスイッチ22がスタート位置に操作されると、エンジン2の出力軸がスタータモータ21によって駆動されて始動する。イグニッションスイッチ22は、スタート位置についてはモーメンタリ動作を行うように構成されており、オペレータがスタート位置への操作を止めると自動的にオン位置まで戻る。
 車体コントローラ13、エンジンコントローラ2a、バッテリコントローラ17b、コンバータコントローラ20a、発電電動機コントローラ15b、およびモータコントローラ16bは、CAN等の車体通信網23によって接続され、相互に情報の授受が可能である。
 各コントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bは、動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)、記憶装置としてのROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)、ならびに入出力インタフェース(I/Oインタフェース)、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成される。各コントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bは、それぞれ複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
 図3は、車体コントローラ13の機能ブロック図である。車体コントローラ13は、記憶装置に記憶されているプログラムを実行することにより、電源異常判定部131、リレー制御部132、プリチャージ完了判定部133、コンバータモード設定部134、および表示制御部135として機能する。
 車体コントローラ13は、第1プリチャージ装置としてのDC-DCコンバータ20および第2プリチャージ装置としてのリレー回路18の一方(本実施形態では、リレー回路18)により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うように設定されている。しかしながら、高電圧電源17の異常、あるいはリレー回路18に異常がある場合には、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う。これを実現するために、車体コントローラ13は、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、DC-DCコンバータ20およびリレー回路18のいずれかによって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う。以下、詳しく説明する。
 電源異常判定部131は、バッテリコントローラ17bから出力される信号に基づいて、高電圧電源17が異常であるか否かを判定する。高電圧電源17の異常とは、高電圧電源17が十分に放電できない状態のことを指す。高電圧電源17が異常であるか否かの判定は、バッテリコントローラ17bから出力される信号に含まれる電流値I、電圧値V、温度T等の高電圧電源17の状態を表す情報に基づいて判定することができる。
 電源異常判定部131は、例えば、高電圧電源17の内部スイッチを閉じたときにバッテリコントローラ17bの電流センサによって検出される高電圧電源17の電流値Iが、閾値I0未満である場合には高電圧電源17の電流状態は正常であると判定し、電流値Iが閾値I0以上である場合には高電圧電源17の電流状態は異常であると判定する。閾値I0は、過電流の状態であるか否かを判定するための閾値であり、予め車体コントローラ13の記憶装置に記憶されている。
 電源異常判定部131は、各状態情報に基づき、状態の異常判定(過電流判定、過電圧判定、過温度判定等)を行い、それらの判定結果が全て正常であると判定された場合、高電圧電源17が正常である、すなわち高電圧電源17は異常でないと判定し、電源異常フラグをオフに設定する。一方、それらの判定結果のうち、一つでも異常であると判定された場合、高電圧電源17が異常であると判定し、電源異常フラグをオンに設定する。なお、電源異常判定部131は、バッテリコントローラ17bからの信号が途絶えている場合にも、高電圧電源17が異常であると判定し、電源異常フラグをオンにする。
 高電圧電源17が異常である場合、リレー回路18によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うことができない。一方、高電圧電源17が異常でない場合、後述するように、リレー回路18に異常がなければ、リレー回路18によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うことができる。したがって、電源異常判定部131は、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能であるか否かを判定する第1の判定部として機能している。
 リレー制御部132は、電源異常判定部131により高電圧電源17が異常であると判定されると、リレー回路18のメインリレー18bおよびプリチャージリレー18cにオフ(遮断)信号を出力する。リレー制御部132は、電源異常判定部131により高電圧電源17が異常でないと判定されると、リレー回路18のメインリレー18bにオフ(遮断)信号を出力するとともに、プリチャージリレー18cにオン(導通)信号を出力する。なお、本実施形態では、メインリレー18bおよびプリチャージリレー18cは、通常時は遮断状態となっているノーマルオープンタイプのリレーであり、車体コントローラ13から制御電流(オン信号)が供給されると導通状態となる。
 コンバータモード設定部134は、電源異常判定部131により高電圧電源17が異常であると判定された場合、すなわちリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定された場合、DC-DCコンバータ20のコンバータコントローラ20aに、プリチャージモードに設定する信号を出力する。DC-DCコンバータ20のコンバータコントローラ20aは、車体コントローラ13からプリチャージモードに設定する信号が入力されたとき、制御モードをプリチャージモードに設定する。
 ここで、高電圧電源17に異常がない場合であっても、車体コントローラ13からプリチャージリレー18cにオン(導通)信号を出力する信号線が断線していたり、プリチャージリレー18cが故障している等、プリチャージリレー18cに異常がある場合、正常に、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを完了することができない。そこで、本実施形態では、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かをプリチャージ完了判定部133によって判定する。
 具体的には、プリチャージ完了判定部133は、プリチャージリレー18cにオン(導通)信号が出力されてからの時間、すなわちリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを開始してからの時間を計測し、その計測時間tが所定時間t0を経過したときに、プリチャージが完了しているか否かを判定する。プリチャージの完了の判定は、高電圧回路70の電圧Vcが所定電圧Vc0以上である否かによって行う。所定時間t0は、平滑コンデンサ15c,16cにプリチャージを開始してから完了するまでに要する時間に基づいて定められ、予め、記憶装置に記憶されている。平滑コンデンサ15c,16cにプリチャージを開始してから完了するまでに要する時間は、実験等により得ることができる。所定電圧Vc0は、高電圧電源17の定格電圧に基づいて定められ、予め記憶装置に記憶されている。
 プリチャージ完了判定部133は、計測時間tが所定時間t0を経過したときに、高電圧回路70の電圧Vcが所定電圧Vc0未満である場合には、プリチャージが正常に完了しなかった、すなわちリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定する。プリチャージ完了判定部133は、計測時間tが所定時間t0を経過したときに、高電圧回路70の電圧Vcが所定電圧Vc0以上である場合には、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定する。
 平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したということは、プリチャージリレー18cに異常がないといえる。また、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったということは、プリチャージリレー18cに異常があるといえる。したがって、プリチャージ完了判定部133は、プリチャージリレー18cに異常があるか否かを判定するリレー異常判定部として機能している。
 また、プリチャージリレー18cが異常である場合、リレー回路18によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うことができない。一方、プリチャージリレー18cが異常でない場合、高電圧電源17に異常がなければ、リレー回路18によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うことができる。したがって、プリチャージ完了判定部133は、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能であるか否かを判定する第2の判定部として機能している。
 本実施形態では、車体コントローラ13に、第1のインバータ15の直流側の端子電圧Vc1を検出する第1電圧センサ15sと、第2のインバータ16の直流側の端子電圧Vc2を検出する第2電圧センサ16sと、DC-DCコンバータ20の高電圧回路70側の端子電圧Vc3を検出する第3電圧センサ20sと、が接続され、各電圧センサ15s,16s,20sの検出結果を表す信号が車体コントローラ13に入力される。
 プリチャージ完了判定部133は、各電圧センサ15s,16s,20sで検出された電圧に基づいて、プリチャージが正常に完了したか否かを判定する。プリチャージ完了判定部133は、各電圧センサ15s,16s,20sからの信号に基づいて、計測時間tが所定時間t0を経過したときに、電圧値Vc1,Vc2,Vc3のそれぞれが所定電圧Vc0以上である場合には、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定し、リレー異常フラグをオフに設定する。一方、プリチャージ完了判定部133は、各電圧センサ15s,16s,20sからの信号に基づいて、計測時間tが所定時間t0を経過したときに、電圧値Vc1,Vc2,Vc3のうち少なくとも一つが所定電圧Vc0未満である場合には、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージは正常に完了しなかったと判定し、リレー異常フラグをオンに設定する。
 リレー制御部132は、プリチャージ完了判定部133により、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定された場合、プリチャージリレー18cにオフ(遮断)信号を出力し、メインリレー18bにオン(導通)信号を出力する。プリチャージ完了判定部133により、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージは正常に完了していないと判定された場合、プリチャージリレー18cおよびメインリレー18bのそれぞれにオフ(遮断)信号を出力する。
 コンバータモード設定部134は、プリチャージ完了判定部133において、リレー回路18による平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージは正常に完了しなかったと判定された場合、すなわちリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定された場合、DC-DCコンバータ20のコンバータコントローラ20aに、プリチャージモードに設定する信号を出力する。DC-DCコンバータ20のコンバータコントローラ20aは、車体コントローラ13からプリチャージモードに設定する信号が入力されたとき、制御モードをプリチャージモードに設定する。
 プリチャージ完了判定部133は、リレー回路18による平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しているか否かを判定する処理と同様、DC-DCコンバータ20による平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しているか否かを判定する処理を実行する。なお、処理の内容は、同じであるので、説明を省略する。なお、この場合の所定時間tの閾値は、上記閾値t0と同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。
 表示制御部135は、プリチャージ完了判定部133において、DC-DCコンバータ20による平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージは正常に完了しなかったと判定された場合、すなわちDC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定された場合、表示装置81に表示制御信号を出力し、エンジン2の始動が不可の状態であることを表すエラー表示画像を表示装置81の表示画面に表示させる。
 表示装置81は、車体コントローラ13に接続され車体コントローラ13からの表示制御信号に基づいて、様々な表示画像を表示画面に表示する。表示装置81は、例えば、タッチパネル式の液晶モニタであり、運転室8内に設置されている。
 図4は、車体コントローラ13により実行されるスタートアップ処理の内容を示すフローチャートである。図4に示すスタートアップ処理は、イグニッションスイッチ22がオフ位置からオン位置に操作され、各コントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bに低電圧電源14の電力が供給され、各コントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bで自己診断が行われ、各コントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bが正常であることが判定された後、実行される。なお、複数のコントローラ13,2a,17b,20a,15b,16bのいずれかにおいて、異常(故障)が検出された場合、車体コントローラ13は、故障状態にあるコントローラを示す表示画像を表示装置81の表示画面に表示させ、オペレータに知らせる。
 また、車体コントローラ13は、スタートアップ処理において、所定の条件が満たされることによりエンジン始動待機状態(ステップS176,S186)となるまでは、エンジン始動禁止状態となっている。車体コントローラ13は、エンジン始動禁止状態のときには、イグニッションスイッチ22がスタート位置に操作されたとしても、スタータリレー28にオン(導通)信号を出力しない。すなわち、車体コントローラ13がエンジン始動待機状態でないときには、エンジン2の始動が禁止されている。一方、車体コントローラ13は、エンジン始動待機状態のときに、イグニッションスイッチ22がスタート位置に操作されると、スタータリレー28にオン(導通)信号を出力し、スタータモータ21を駆動し、エンジン2を始動する。
 図4に示すように、ステップS110において、車体コントローラ13は、高電圧電源17に異常があるか否かを判定する。ステップS110において、高電圧電源17に異常がないと判定されるとステップS120へ進む。ステップS110において、高電圧電源17に異常があると判定されると、すなわちリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定されると、ステップS125へ進む。
 ステップS120において、車体コントローラ13は、電源異常フラグをオフに設定し、ステップS130へ進む。ステップS125において、車体コントローラ13は、電源異常フラグをオンに設定し、ステップS155へ進む。
 ステップS130において、車体コントローラ13は、プリチャージリレー18cにオン(導通)信号を出力し、ステップS135へ進む。なお、メインリレー18bは、遮断された状態が維持されている。これにより、プリチャージリレー18cが導通状態となり、高電圧電源17の電力によって、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが行われる。
 ステップS135において、車体コントローラ13は、リレー回路18のプリチャージリレー18cにより平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かを判定する。ステップS135において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定されると、ステップS140へ進む。ステップS135において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったと判定されると、すなわちリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定されると、ステップS145へ進む。
 ステップS140において、車体コントローラ13は、リレー異常フラグをオフに設定し、ステップS150へ進む。ステップS145において、車体コントローラ13は、プリチャージリレー18cにオフ(遮断)信号を出力し、リレー異常フラグをオンに設定し、ステップS155へ進む。
 ステップS150において、車体コントローラ13は、プリチャージリレー18cにオフ(遮断)信号を出力し、メインリレー18bにオン(導通)信号を出力し、ステップS170へ進む。
 ステップS170において、車体コントローラ13は、発電電動機コントローラ15bにスタンバイ指示を出力し、ステップS173へ進む。発電電動機コントローラ15bは、車体コントローラ13からの指示が入力されると、初期処理を実行し、第1のインバータ15によって発電電動機3を駆動できるスタンバイ状態となる。
 ステップS173において、車体コントローラ13は、モータコントローラ16bにスタンバイ指示を出力し、ステップS176へ進む。モータコントローラ16bは、車体コントローラ13からの指示が入力されると、初期処理を実行し、第2のインバータ16によって電動モータ12を駆動できるスタンバイ状態となる。
 ステップS176において、車体コントローラ13は、エンジン始動禁止状態を解除してエンジン始動待機状態となり、図4に示すスタートアップ処理を終了する。
 ステップS155において、車体コントローラ13は、コンバータコントローラ20aに、制御モードをプリチャージモードに設定する信号を出力し、ステップS160へ進む。DC-DCコンバータ20の制御モードがプリチャージモードに設定されると、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが行われる。
 ステップS160において、車体コントローラ13は、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かを判定する。ステップS160において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定されるとステップS165へ進み、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったと判定されるとステップS190へ進む。
 ステップS165において、車体コントローラ13は、メインリレー18bにオン(導通)信号を出力し、ステップS180へ進む。
 ステップS180において、車体コントローラ13は、ステップS170と同様、発電電動機コントローラ15bにスタンバイ指示を出力し、ステップS183へ進む。発電電動機コントローラ15bは、車体コントローラ13からの指示が入力されると、初期処理を実行し、第1のインバータ15によって発電電動機3を駆動できるスタンバイ状態となる。
 ステップS183において、車体コントローラ13は、ステップS173と同様、モータコントローラ16bにスタンバイ指示を出力し、ステップS186へ進む。モータコントローラ16bは、車体コントローラ13からの指示が入力されると、初期処理を実行し、第2のインバータ16によって電動モータ12を駆動できるスタンバイ状態となる。
 ステップS186において、車体コントローラ13は、ステップS176と同様、エンジン始動禁止状態を解除してエンジン始動待機状態となり、図4に示すスタートアップ処理を終了する。
 ステップS190において、車体コントローラ13は、表示制御信号を表示装置81に出力し、エンジン2の始動が不可の状態であることを表すエラー表示画像を表示装置81の表示画面に表示させ、図4に示すスタートアップ処理を終了する。ここで、異常の原因が特定されている場合には、その情報をエラー表示画像とともに表示してもよい。例えば、異常の原因が高電圧電源17の過電圧異常である場合には、その情報を表示装置81の表示画面に表示させてもよい。なお、ステップS160において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったと判定された場合、エンジン始動禁止状態は解除されず、エンジン2を始動することはできない。
 ステップS176,S186において、エンジン始動待機状態になると、エンジン2の始動が可能になる。エンジン2が始動された後、車体コントローラ13は、電源異常フラグの設定状態に基づいて、駆動システム100の各部を制御する。先ず、図2を参照して、電源異常フラグがオフに設定されている場合の制御内容について説明する。
 エンジン2が始動された後は、基本的には、発電電動機3がエンジン2によって駆動されることにより発電を行う。発電電動機3で発生した電力は、高電圧回路70に供給され、電動モータ12および電動コンプレッサ29が駆動し、高電圧電源17の充電が行われる。また、発電電動機3が発電機として機能している状態において、車体コントローラ13は、DC-DCコンバータ20の制御モードを降圧モードに設定し、DC-DCコンバータ20によって高電圧回路70の電力を降圧して低電圧回路40に供給する。DC-DCコンバータ20から供給された電力は、低電圧回路40の各機器に供給されるとともに、低電圧電源14にも供給され、低電圧電源14の充電が行われる。
 発電電動機3が、電動機として駆動し、エンジン2を補助してメインポンプ4を駆動する場合には、高電圧電源17から高電圧回路70に電力が供給され、発電電動機3、電動モータ12および電動コンプレッサ29を駆動する。また、発電電動機3が電動機として機能している状態において、車体コントローラ13は、DC-DCコンバータ20の制御モードを降圧モードに設定し、DC-DCコンバータ20によって高電圧回路70の電力を降圧して低電圧回路40に供給する。DC-DCコンバータ20から供給された電力は、低電圧回路40の各機器に供給されるとともに、低電圧電源14にも供給され、低電圧電源14の充電が行われる。
 電動モータ12は、操作装置45のレバー45aの操作量に応じて、回転数が制御される。なお、電源異常フラグがオフの状態では、電動モータ12の回転数は、最大回転数Nmaxまで上昇させることができる。また、電動コンプレッサ29は、運転室8内に設けられる温度センサで検出された実温度が、オペレータにより設定された目標温度に近づくように制御される。
 次に、電源異常フラグがオンに設定されている場合の制御内容について説明する。エンジン2が始動された後は、基本的には、発電電動機3がエンジン2によって駆動されることにより発電を行う。また、車体コントローラ13は、エンジン2を発電電動機3で補助するアシスト条件が成立した場合であっても、発電電動機3を発電機として機能させる。つまり、電源異常フラグがオンに設定されている場合、発電電動機3は、電動機としての機能が制限され、発電機としてのみ機能する。
 発電電動機3で発生した電力は、高電圧回路70に供給され、電動モータ12および電動コンプレッサ29が駆動する。車体コントローラ13は、モータコントローラ16bに、電動モータ12の出力を制限する指令を出力し、電動モータ12の出力の一部または全部を制限するとともに、出力変動を抑制する。本実施形態では、電動モータ12は、操作装置45のレバー45aの操作量にかかわらず一定の回転数Ncとなるように電動モータ12を制御する。なお、一定の回転数Ncは、最大回転数Nmaxよりも小さい値である。また、車体コントローラ13は、電動コンプレッサ29に、電動コンプレッサ29の出力を制限する指令を出力し、電動コンプレッサ29の出力の一部または全部を制限するとともに出力変動を抑制する。
 車体コントローラ13は、車体通信網23を介して集めた各モータの回転数やトルク、各部の電圧や電流値に基づいて、高電圧回路70および低電圧回路40に接続された機器の消費電力が発電電動機3の発電電力を超えないように、電動モータ12および電動コンプレッサ29の出力を制限する。なお、電動モータ12と電動コンプレッサ29の出力制限は、電動モータ12の出力を優先して確保し、余剰分で電動コンプレッサ29を駆動することが好ましい。これにより、高電圧電源17から電力供給が得られない状況にあっても、動作が制限された状態で油圧ショベル1の稼働が可能となる。
 このように、本実施形態では、車体コントローラ13は、電源異常フラグがオンに設定されている場合、すなわち、リレー回路18のプリチャージリレー18cにより平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定された場合であって、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを完了することができたときには、電動モータ12および電動コンプレッサ29の出力を制限する。これにより、エンジン2の負荷を軽減し、エンジンストールの発生を防止することができる。
 リレー異常フラグがオンに設定されている場合には、高電圧電源17は正常な状態であるため、上述したような電動モータ12および電動コンプレッサ29の出力を制限する制限制御は実行しない。つまり、通常通りに油圧ショベル1を動作させることができる。
 車体コントローラ13は、リレー異常フラグがオンに設定されている場合には、表示制御信号を表示装置81に出力し、プリチャージリレー18cに異常があることを表す表示画像を表示装置81の表示画面に表示させ、オペレータに知らせる。これにより、オペレータは、プリチャージリレー18cおよびプリチャージリレー18cと車体コントローラ13との間の信号線のメンテナンスを行い、プリチャージリレー18cの異常を解消することができる。
 高電圧電源17に異常がある場合の動作をまとめると次のようになる。オペレータがイグニッションスイッチ22をオン位置に操作すると、高電圧電源17に異常があると判定され、DC-DCコンバータ20によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが行われる(図4のS110でY→S125→S155)。プリチャージが正常に完了すれば、エンジン始動待機状態となる(図4のS160でY→S165→S180→S183→S186)。その後、エンジン2が始動されると、電動モータ12および電動コンプレッサ29の出力が制限された状態で駆動される。すなわち、動作が制限された状態ではあるが、油圧ショベル1を稼働させることができる。
 高電圧電源17に異常がない場合であって、プリチャージリレー18cに異常があるときの動作をまとめると次のようになる。オペレータがイグニッションスイッチ22をオン位置に操作すると、プリチャージリレー18cに異常があると判定され、DC-DCコンバータ20によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが行われる(図4のS110でN→S120→S130→S135でN→S145→S155)。プリチャージが正常に完了すれば、エンジン始動待機状態となる(図4のS160でY→S165→S180→S183→S186)。その後、エンジン2が始動されると、電動モータ12および電動コンプレッサ29の出力は制限されることなく駆動される。すなわち、動作が制限されることなく、油圧ショベル1を稼働させることができる。
 上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
 油圧ショベル(作業機械)1は、油圧ショベル1を制御する車体コントローラ(制御装置)13と、車体コントローラ13に電力を供給する低電圧電源(第1電源)14と、低電圧電源14が設けられる低電圧回路(第1電気回路)40と、油圧ショベル1を動作させるのに必要な電動モータ(電動駆動源)12と、電動モータ12に電力を供給する高電圧電源(第2電源)17と、高電圧電源17が設けられる高電圧回路(第2電気回路)70と、を備える。
 油圧ショベル1は、高電圧回路70に設けられる平滑コンデンサ(コンデンサ)15c,16cと、低電圧電源14からの電力によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うDC-DCコンバータ(第1プリチャージ装置)20と、高電圧電源17からの電力によって平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うリレー回路(第2プリチャージ装置)18と、をさらに備える。
 車体コントローラ13は、基本的には、DC-DCコンバータ20およびリレー回路18の一方(本実施形態では、リレー回路18)により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うように設定されている。車体コントローラ13は、DC-DCコンバータ20およびリレー回路18の一方(本実施形態では、リレー回路18)により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能であるか否かを判定する。車体コントローラ13はDC-DCコンバータ20およびリレー回路18の一方(本実施形態では、リレー回路18)により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定されると、DC-DCコンバータ20およびリレー回路18の他方(本実施形態では、DC-DCコンバータ20)により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う。
 これにより、リレー回路18によってプリチャージができなかった場合に、油圧ショベル1が動作できなくなるという事態を回避することができる。したがって、本実施形態によれば、油圧ショベル1が動作できない状況を少なくすることができる。
 次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
 <変形例1>
 上記実施形態では、DC-DCコンバータ20が双方向DC-DCコンバータである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第1のプリチャージ装置としてのDC-DCコンバータ20は、低電圧電源14から低電圧回路40に供給される電力を昇圧して、高電圧回路70に供給可能な昇圧コンバータであってもよい。この場合、エンジン2にはオルタネータが機械的に接続され、オルタネータの発電電力によって低電圧電源14が充電(蓄電)される。なお、上記実施形態では、DC-DCコンバータ20によって、高電圧回路70の電力を降圧して、低電圧回路40に供給し、低電圧電源14を充電することができるので、オルタネータを省略することができる。
 <変形例2>
 上記実施形態では、低電圧電源14が設けられる低電圧回路40と、高電圧電源17が設けられる高電圧回路70との間にDC-DCコンバータ20を設ける例について説明したが本発明はこれに限定されない。例えば、図5に示すように、第1電源314が設けられる第1電気回路340と第2電源317が設けられる第2電気回路370とが同電位である場合には、第1電気回路340および第2電気回路370のそれぞれにプリチャージ装置としてのリレー回路18,318を設けるようにしてもよい。リレー回路318は、第2電気回路370に設けられるリレー回路18と同様、メインリレー18b、プリチャージリレー18cおよびプリチャージ抵抗18dを有する。
 本変形例では、上記実施形態で説明したDC-DCコンバータ20に代えて、第1電気回路340と第2電気回路370との間に制御コンバータ320が設けられる。制御コンバータ320は、スタータモータ21の駆動時、およびオルタネータが設けられている場合にはオルタネータの発電時に、第2電気回路370に電圧の揺らぎが生じることを抑制するために設けられる。
 <変形例3>
 上記実施形態では、基本的には、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うように設定されている車体コントローラ13において、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能であるか否かを判定し、プリチャージが可能でないと判定された場合にDC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図6に示すように、車体コントローラ13は、基本的には、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うように設定され、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能であるか否かを判定し、プリチャージが可能でないと判定された場合にリレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行うようにしてもよい。
 図6のフローチャートでは、図4のステップS110,S120,S125の処理が削除され、ステップS130,S135,S140,S145,S150,S155,S160,S165の処理が、それぞれステップS430,S435,S440,S445,S450,S455,S460,S465の処理に置き換えられている。
 ステップS430において、車体コントローラ13は、図4のステップS155と同様の処理として、コンバータコントローラ20aに、制御モードをプリチャージモードに設定する信号を出力する処理を実行し、ステップS435へ進む。
 ステップS435において、車体コントローラ13は、図4のステップS160と同様の処理として、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かを判定する処理を実行する。ステップS435において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定されるとステップS440へ進み、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったと判定されるとステップS445へ進む。
 ステップS440において、車体コントローラ13は、コンバータ異常フラグをオフに設定し、ステップS450へ進む。ステップS450において、車体コントローラ13は、メインリレー18bにオン(導通)信号を出力し、ステップS170へ進む。
 ステップS445において、車体コントローラ13は、コンバータ異常フラグをオンに設定し、ステップS455へ進む。ステップS455において、車体コントローラ13は、図4のステップS130と同様の処理として、プリチャージリレー18cにオン(導通)信号を出力する処理を実行し、ステップS460へ進む。
 ステップS460において、車体コントローラ13は、図4のステップS135と同様の処理として、リレー回路18のプリチャージリレー18cにより平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かを判定する処理を実行する。ステップS460において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したと判定されると、ステップS465へ進む。ステップS460において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったと判定されると、ステップS190へ進む。
 ステップS465において、車体コントローラ13は、図4のステップS150と同様の処理として、プリチャージリレー18cにオフ(遮断)信号を出力し、メインリレー18bにオン(導通)信号を出力し、ステップS180へ進む。
 本変形例では、DC-DCコンバータ20の異常を表すコンバータ異常フラグがオンに設定されている場合には、車体コントローラ13は、コンバータコントローラ20aに、制御モードを停止モードに設定する信号を出力する。また、車体コントローラ13は、表示制御信号を表示装置81に出力し、DC-DCコンバータ20が異常であることを表す表示画像を表示装置81の表示画面に表示させる。
 なお、本変形例では、高電圧電源17が異常であるか否かを判定する処理を省略する例について説明したが、ステップS445とステップS455との間で、高電圧電源17が異常であるか否かを判定する処理を実行してもよい。この場合、高電圧電源17が異常であると判定されると、ステップS190へ進み、高電圧電源17が異常でないと判定されると、ステップS455へ進む。
 <変形例4>
 上記実施形態では、コントロールバルブ41を駆動するバルブ駆動装置として、電動モータ12とパイロットポンプ11を有するものを採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、コントロールバルブ41のスプールと、電動モータの可動片とをリンクワイヤーで接続し、電動モータの駆動によりスプールを直接動作させることのできる直動型のバルブ駆動装置を採用してもよい。この場合、パイロットポンプ11は省略され、油圧パイロット式の操作装置45に代えて電気式の操作レバーが採用され、電気式操作レバーの操作量に応じて、電動モータを駆動し、コントロールバルブ41のスプールを電動モータで直接駆動させる。なお、コントロールバルブ41は、スプールをソレノイドによって駆動させる電動駆動式のバルブとすることもできる。この場合、ソレノイドが電動駆動源となる。
 <変形例5>
 上記実施形態では、油圧ショベル1を動作させるのに必要な電動駆動源として、パイロットポンプ11を駆動する電動モータ12を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンジン2を冷却させるための冷却ファンの電動モータも油圧ショベル1を動作させるのに必要な電動駆動源の一つといえる。冷却ファンを駆動させることができないと、エンジン2を冷却することができず、油圧ショベル1のエンジン2を始動させることができないためである。また、エンジン2の始動が可能な場合であってもエンジン2の温度上昇を抑制することができないため、油圧ショベル1の動作は著しく制限されることになる。なお、本変形例では、パイロットポンプ11をエンジン2によって駆動する。本変形例では、高電圧電源17の異常、あるいはプリチャージリレー18cの異常がある場合であってもDC-DCコンバータ20によって、高電圧回路70に設けられるコンデンサのプリチャージが可能であるため、冷却ファンを駆動することができる。その結果、油圧ショベル1を動作させることができる。つまり、本変形例によれば、上記実施形態と同様、油圧ショベル1が動作できない状況を少なくすることができる。
 <変形例6>
 油圧ショベル1は、アイドリングストップ条件が成立した場合に、エンジン2を停止させるアイドリングストップ機能を備えている場合がある。上記実施形態では、電源異常フラグがオンに設定されている場合に、電動モータ12および電動コンプレッサ29の出力を制限する例について説明したが、これに加えてアイドリングストップ機能を制限するようにしてもよい。
 本変形例に係る車体コントローラ13は、アイドリングストップ条件が成立したか否かを判定する。アイドリングストップ条件は、油圧ショベル1の操作装置45のレバー45aの操作が所定時間tcなされていない場合に成立する。また、アイドリングストップ条件は、油圧ショベル1の操作装置45のレバー45aの操作がなされている場合、あるは、油圧ショベル1の操作装置45のレバー45aの操作がなされていない場合であって所定時間tcが経過していない場合には成立しない。
 車体コントローラ13は、操作装置45の操作量を検出する操作センサ45sの検出結果およびコントローラ13の記憶装置に記憶されている閾値tcに基づいて、アイドリングストップ条件が成立しているか否かを判定する。なお、車体コントローラ13は、操作装置45の操作量Lが閾値L0未満である場合、操作がなされていないと判定し、操作量Lが閾値L0以上である場合、操作がなされていると判定する。閾値L0は、操作装置45の操作がなされているか否かを判定するための閾値であり、予め、車体コントローラ13の記憶装置に記憶されている。
 車体コントローラ13は、リレー回路18のプリチャージリレー18cにより平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを正常に完了することができた場合には、アイドリングストップ条件が成立したときにエンジン2を停止させる。一方、車体コントローラ13は、高電圧電源17が異常な状態であり、リレー回路18のプリチャージリレー18cにより平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定された場合であって、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを完了することができたときには、アイドリングストップ条件が成立したとしてもエンジン2を停止させない。これにより、エンジン2を駆動させて、発電電動機3によって発電電力を発生し続けることができるため、電源(14,17)の電池残量が低下することに起因して、油圧ショベル1を動作させることができなくなるという事態を回避することができる。したがって、本変形例によれば、アイドリングストップ機能を有する油圧ショベル1において、油圧ショベル1が動作できない状況を少なくすることができる。
 なお、上記アイドリングストップ条件は、一例であり、種々のアイドリングストップ条件を採用することができる。例えば、油圧ショベル1の運転室8に設けられるゲートロックレバーが開かれ、オペレータが運転室8から降りることができる状態となったときに、アイドリングストップ条件が成立するようにしてもよい。
 <変形例7>
 上記実施形態では、第1の平滑コンデンサ15cと第2の平滑コンデンサ16cとを設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第1および第2の平滑コンデンサ15c,16cのいずれか一方を省略してもよい。
 <変形例8>
 上記実施形態では、高電圧電源17の電流値I、電圧値V、温度T等の状態情報を個別に閾値と比較して、それらの状態が異常な状態であるか否かを判定し、それらの判定結果から高電圧電源17が異常であるか否かを判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。高電圧電源17が異常であるか否かの判定方法は、種々採用することができる。
 <変形例8-1>
 例えば、高電圧電源17の電流値I、電圧値V、温度T等の状態情報のうち、複数の状態情報から高電圧電源17の異常を判定するための判定指標を演算し、その判定指標と記憶装置に記憶されている閾値とを比較することによって、高電圧電源17が異常であるか否かを判定してもよい。
 <変形例8-2>
 高電圧電源17の電圧のばらつきを表す指標と記憶装置に記憶されている閾値とを比較することによって、高電圧電源17が異常であるか否かを判定してもよい。
 <変形例8-3>
 高電圧電源17に漏電検出回路を設け、この検出回路によって漏電電流を検出するようにしてもよい。この場合、車体コントローラ13は、漏電電流が検出されたことを表す信号が入力されたとき、高電圧電源17が異常であると判定する。
 <変形例8-4>
 車体コントローラ13は、バッテリコントローラ17bに設けられるセンサが異常であることを表す信号が入力されたとき、高電圧電源17が異常であると判定してもよい。
 <変形例9>
 上記実施形態では、車体コントローラ13が、バッテリコントローラ17bから取得した高電圧電源17の状態情報に基づいて、高電圧電源17が異常であるか否かを判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。上記実施形態で説明した異常判定をバッテリコントローラ17bが行ってもよい。この場合、バッテリコントローラ17bから車体コントローラ13に、異常判定結果を表す信号が出力される。車体コントローラ13は、バッテリコントローラ17bから異常であることを表す判定結果を取得した場合、高電圧電源17が異常であると判定し、バッテリコントローラ17bから異常でないこと(正常であること)を表す判定結果を取得した場合、高電圧電源17は異常でないと判定する。
 <変形例10>
 上記実施形態では、高電圧回路70に接続される補機として電動コンプレッサ29が設けられている例について説明したが、補機はこれに限定されない。例えば、高電圧回路70に接続される補機としては、油圧システムを制御するための電磁比例弁、エンジン2を冷却するファンの電動モータ等がある。
 <変形例11>
 上記実施形態では、高電圧電源17が異常であるか否かを判定し、高電圧電源17が異常である場合、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定し、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図4に示すステップS110,S120,S125は省略してもよい。この場合、高電圧電源17の内部配線が断線している等、高電圧電源17が異常な状態である場合、ステップS135において、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了しなかったと判定される。したがって、ステップS135は、プリチャージリレー18cおよび高電圧電源17に異常があるか否かを判定する処理に相当する。このため、本変形例では、ステップS140において、車体コントローラ13は、リレー異常フラグおよび電源異常フラグをオフにし、ステップS150へ進む。また、ステップS145において、車体コントローラ13は、プリチャージリレー18cにオフ(遮断)信号を出力し、リレー異常フラグおよび電源異常フラグをオンにし、ステップS155へ進む。
 <変形例12>
 上記実施形態では、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを開始してから所定時間t0を経過したときにプリチャージが完了していない場合、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定し、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージを行う例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図4に示すステップS145の処理が完了した後、ステップS190へ進むようにしてもよい。本変形例では、ステップS110において、高電圧電源17が異常であると判定されると、ステップS125へ進み、ステップS125の処理が完了するとステップS155へ進む。つまり、高電圧電源17が異常であり、リレー回路18により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが可能でないと判定されると、DC-DCコンバータ20により平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが行われる。
 <変形例13>
 上記実施形態では、低電圧電源14が鉛蓄電池である例について説明したが、低電圧電源14はこれに限らず、種々の蓄電装置を採用することができる。同様に、上記実施形態では、高電圧電源17がリチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備える蓄電装置17aを備える例について説明したが、高電圧電源17はこれに限られない。高電圧電源17としては、ニッケル水素二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置を備えるものとしてもよいし、電気二重層のキャパシタを備えるものとしてもよい。
 <変形例14>
 上記実施形態では、プリチャージ完了判定部133は、各電圧センサ15s,16s,20sからの信号に基づいて、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かを判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。高電圧回路70の電圧(バス電圧)は、いずれの場所でも同様の検出結果が得られるため、各電圧センサ15s,16s,20sのうち少なくとも一つの信号に基づいて、平滑コンデンサ15c,16cのプリチャージが正常に完了したか否かを判定してもよい。なお、複数の電圧センサ15s,16s,20sからの信号に基づいて判定処理を実行することで、判定結果の信頼性を向上することができる。
 <変形例15>
 上記実施形態では、インバータ15,16の平滑コンデンサ15c,16cがプリチャージ対象である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、高電圧回路70に昇圧コンバータを設ける場合には、昇圧コンバータのコンデンサもプリチャージ対象となる。
 <変形例16>
 上記実施形態では、作業機械として、電動駆動源を有する油圧ショベル1を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。電動駆動源を有するホイールローダ、クレーン等、種々の作業機械に本発明を適用することができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 1…油圧ショベル(作業機械)、2…エンジン、3…発電電動機(発電機)、4…メインポンプ、11…パイロットポンプ、12…電動モータ(電動駆動源)、13…車体コントローラ(制御装置)、14…低電圧電源(第1電源)、15c,16c…平滑コンデンサ(コンデンサ)、16…インバータ、16a…インバータ回路、17…高電圧電源(第2電源)、18…リレー回路(第2プリチャージ装置)、18b…メインリレー、18c…プリチャージリレー、18d…プリチャージ抵抗、20…DC-DCコンバータ(第1プリチャージ装置)、40…低電圧回路(第1電気回路)、41…コントロールバルブ、45…操作装置、60…油圧アクチュエータ、70…高電圧回路(第2電気回路)、314…第1電源、317…第2電源、318…リレー回路(第1プリチャージ装置)、340…第1電気回路、370…第2電気回路

Claims (8)

  1.  作業機械を制御する制御装置と、前記制御装置に電力を供給する第1電源と、前記第1電源が設けられる第1電気回路と、前記作業機械を動作させるのに必要な電動駆動源と、前記電動駆動源に電力を供給する第2電源と、前記第2電源が設けられる第2電気回路と、を備える作業機械において、
     前記第2電気回路に設けられるコンデンサと、
     前記第1電源からの電力によって前記コンデンサのプリチャージを行う第1プリチャージ装置と、
     前記第2電源からの電力によって前記コンデンサのプリチャージを行う第2プリチャージ装置と、をさらに備え、
     前記制御装置は、
     前記第1プリチャージ装置および前記第2プリチャージ装置の一方により前記コンデンサのプリチャージが可能であるか否かを判定し、
     前記第1プリチャージ装置および前記第2プリチャージ装置の一方により前記コンデンサのプリチャージが可能でないと判定されると、前記第1プリチャージ装置および前記第2プリチャージ装置の他方により前記コンデンサのプリチャージを行う、
     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、
     メインポンプと、
     前記メインポンプから吐出される作動流体によって駆動するアクチュエータと、
     前記メインポンプから前記アクチュエータに導かれる作動流体の流れを制御するコントロールバルブと、
     前記電動駆動源によって駆動されるパイロットポンプと、
     前記パイロットポンプの吐出圧を元圧として前記コントロールバルブを操作するための操作信号であるパイロット圧を生成する操作装置と、
     前記電動駆動源を駆動するインバータ回路と、を備え、
     前記コンデンサは、前記インバータ回路の直流側に設けられる平滑コンデンサである、
     ことを特徴とする作業機械。
  3.  請求項2に記載の作業機械において、
     前記制御装置は、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージを行うように設定され、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージが可能であるか否かを判定し、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージが可能でないと判定されると、前記第1プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージを行う、
     ことを特徴とする作業機械。
  4.  請求項3に記載の作業機械において、
     前記第1プリチャージ装置は、前記第1電気回路と前記第2電気回路との間に設けられるDC-DCコンバータであり、
     前記第2プリチャージ装置は、前記第2電気回路に設けられるリレー回路であり、メインリレーに並列に接続されるプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗を有する、
     ことを特徴とする作業機械。
  5.  請求項3に記載の作業機械において、
     前記制御装置は、
     前記第2電源が異常であるか否かを判定し、前記第2電源が異常である場合、前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージが可能でないと判定する、
     ことを特徴とする作業機械。
  6.  請求項3に記載の作業機械において、
     前記制御装置は、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージを開始してから所定時間を経過したときにプリチャージが完了していない場合、前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージが可能でないと判定する、
     ことを特徴とする作業機械。
  7.  請求項3に記載の作業機械において、
     前記メインポンプに接続されるエンジンと、
     前記エンジンに接続され前記第2電源に電力を供給可能な発電機と、を備え、
     前記制御装置は、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージが可能でないと判定された場合、前記電動駆動源の出力を制限する、
     ことを特徴とする作業機械。
  8.  請求項3に記載の作業機械において、
     前記メインポンプに接続されるエンジンと、
     前記エンジンに接続され前記第2電源に電力を供給可能な発電機と、を備え、
     前記制御装置は、
     アイドリングストップ条件が成立したか否かを判定し、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージを完了することができた場合には、前記アイドリングストップ条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、
     前記第2プリチャージ装置により前記コンデンサのプリチャージが可能でないと判定された場合には、前記アイドリングストップ条件が成立したとしても前記エンジンを停止させない、
     ことを特徴とする作業機械。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6955524B2 (ja) * 2019-03-26 2021-10-27 株式会社日立建機ティエラ バッテリ式作業機械
WO2023188355A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 日立建機株式会社 電動式油圧作業機械

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008214970A (ja) 2007-03-05 2008-09-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd 電動式建設機械
JP2009189209A (ja) * 2008-02-08 2009-08-20 Toyota Motor Corp 車両の電源装置およびその制御方法
JP2010124536A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Toyota Motor Corp 車両の電源システムおよび車両
WO2012172685A1 (ja) * 2011-06-17 2012-12-20 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両ならびに電源システムの制御方法
JP2014198969A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 住友重機械工業株式会社 ショベル
JP2015033233A (ja) * 2013-08-02 2015-02-16 株式会社ジェイテクト 電源回路の異常検出方法
JP2017093057A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP2019088142A (ja) * 2017-11-08 2019-06-06 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5291466A (en) * 1976-01-28 1977-08-01 Touken Chishitsu Chiyousa Kk Large caliber sand sampler
US8229616B2 (en) * 2009-03-05 2012-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging/discharging control system for hybrid vehicle and method for controlling same
JP5204150B2 (ja) * 2010-05-21 2013-06-05 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械
WO2016072535A1 (ko) * 2014-11-05 2016-05-12 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 주행직진장치 및 그 제어방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008214970A (ja) 2007-03-05 2008-09-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd 電動式建設機械
JP2009189209A (ja) * 2008-02-08 2009-08-20 Toyota Motor Corp 車両の電源装置およびその制御方法
JP2010124536A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Toyota Motor Corp 車両の電源システムおよび車両
WO2012172685A1 (ja) * 2011-06-17 2012-12-20 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両ならびに電源システムの制御方法
JP2014198969A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 住友重機械工業株式会社 ショベル
JP2015033233A (ja) * 2013-08-02 2015-02-16 株式会社ジェイテクト 電源回路の異常検出方法
JP2017093057A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP2019088142A (ja) * 2017-11-08 2019-06-06 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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