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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125940
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】電動式建設機械の駆動システム
(51)【国際特許分類】
E02F 9/20 20060101AFI20240911BHJP
E02F 9/00 20060101ALI20240911BHJP
H02P 29/02 20160101ALI20240911BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20240911BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20240911BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20240911BHJP
B60L 53/14 20190101ALI20240911BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20240911BHJP
【ＦＩ】
E02F9/20 C
E02F9/00 C
H02P29/02
B60L9/18 J
B60L15/20 J
B60L50/60
B60L53/14
B60L58/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023034084
(22)【出願日】2023-03-06
(71)【出願人】
【識別番号】398071668
【氏名又は名称】株式会社日立建機ティエラ
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】弁理士法人開知
(72)【発明者】
【氏名】森 和繁
(72)【発明者】
【氏名】高橋 究
(72)【発明者】
【氏名】井上 亮弥
(72)【発明者】
【氏名】古東 宥輝
【テーマコード（参考）】
2D003
5H125
5H501
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB07
2D003BA05
2D003CA02
2D003CA10
2D003DA02
2D003DA04
2D003DB01
2D003DB03
2D003DB07
2D003FA02
5H125AA12
5H125AC12
5H125AC24
5H125BA00
5H125CA01
5H125DD02
5H125EE08
5H125EE27
5H125EE41
5H501AA20
5H501CC04
5H501CC05
5H501CC10
5H501FF01
5H501GG03
5H501HB07
5H501JJ17
5H501LL01
5H501LL60
(57)【要約】
【課題】電動式建設機械の駆動システムにおいて，蓄電装置の蓄電残量を長持ちさせ，長時間運転できるようにする。
【解決手段】コントローラ３３は，操作装置２１～２６が無操作の状態となって電動モータ１１の回転数を基準回転数から低下させ，電動モータ１１を低速回転数で駆動した後，操作装置２１～２６が操作された場合に，バッテリ１０の蓄電残量に基づいて電動モータ１１の上限トルクを決定して，電動モータ１１の出力トルクを上限トルクに制限しながら電動モータ１１の回転数を基準回転数に復帰させる復帰制御を実行する。
【選択図】図７
【解決手段】コントローラ３３は，操作装置２１～２６が無操作の状態となって電動モータ１１の回転数を基準回転数から低下させ，電動モータ１１を低速回転数で駆動した後，操作装置２１～２６が操作された場合に，バッテリ１０の蓄電残量に基づいて電動モータ１１の上限トルクを決定して，電動モータ１１の出力トルクを上限トルクに制限しながら電動モータ１１の回転数を基準回転数に復帰させる復帰制御を実行する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電装置の電力により駆動される電動モータと，
前記電動モータによって駆動される油圧ポンプと，
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータと，
前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と，
前記電動モータの基準回転数を設定する回転数指示装置と，
前記電動モータを前記回転数指示装置で設定された基準回転数で駆動させると共に，前記操作装置が無操作の状態のときに，前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させるコントローラとを備えた電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，
前記操作装置が無操作の状態となって前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させた後，前記操作装置が操作された場合に，前記蓄電装置の蓄電残量に基づいて前記電動モータの上限トルクを決定して，前記電動モータの出力トルクを前記上限トルクに制限しながら前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させる復帰制御を実行することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記電動モータによって駆動される油圧ポンプと，
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータと，
前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と，
前記電動モータの基準回転数を設定する回転数指示装置と，
前記電動モータを前記回転数指示装置で設定された基準回転数で駆動させると共に，前記操作装置が無操作の状態のときに，前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させるコントローラとを備えた電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，
前記操作装置が無操作の状態となって前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させた後，前記操作装置が操作された場合に，前記蓄電装置の蓄電残量に基づいて前記電動モータの上限トルクを決定して，前記電動モータの出力トルクを前記上限トルクに制限しながら前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させる復帰制御を実行することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項2】
請求項１に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，前記蓄電装置の蓄電残量が第１閾値より多いときよりも少ないときの方が小さくなるように前記上限トルクを決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラは，前記蓄電装置の蓄電残量が第１閾値より多いときよりも少ないときの方が小さくなるように前記上限トルクを決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項3】
請求項１に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，前記蓄電装置の蓄電残量が少なくなるほど小さくなるように前記上限トルクを決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラは，前記蓄電装置の蓄電残量が少なくなるほど小さくなるように前記上限トルクを決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項4】
請求項１に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，
前記蓄電装置の蓄電残量と前記復帰制御の上限トルクとの関係を設定したテーブルを記憶しており，
前記復帰制御により前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させるときの前記上限トルクを，前記蓄電装置の蓄電残量と前記テーブルとに基づいて，決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラは，
前記蓄電装置の蓄電残量と前記復帰制御の上限トルクとの関係を設定したテーブルを記憶しており，
前記復帰制御により前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させるときの前記上限トルクを，前記蓄電装置の蓄電残量と前記テーブルとに基づいて，決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項5】
請求項４に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が第１閾値よりも多い間は，前記復帰制御の上限トルクは第１トルクで一定となり，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも低く設定された第２閾値までの間で，前記復帰制御の上限トルクは前記第１トルクから前記第１トルクよりも低く設定された第２トルクまで減少し，前記蓄電残量が前記第２閾値よりも少ない間は，前記復帰制御の上限トルクは前記第２トルクで一定となるように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が第１閾値よりも多い間は，前記復帰制御の上限トルクは第１トルクで一定となり，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも低く設定された第２閾値までの間で，前記復帰制御の上限トルクは前記第１トルクから前記第１トルクよりも低く設定された第２トルクまで減少し，前記蓄電残量が前記第２閾値よりも少ない間は，前記復帰制御の上限トルクは前記第２トルクで一定となるように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項6】
請求項５に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第２閾値まで減少する間，前記復帰制御の上限トルクが前記第１トルクから前記第２トルクまで連続的に減少するように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第２閾値まで減少する間，前記復帰制御の上限トルクが前記第１トルクから前記第２トルクまで連続的に減少するように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項7】
請求項１に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，
前記蓄電装置の蓄電残量と前記復帰制御の上限トルクの増分値との関係を設定したテーブルを記憶しており，
前記復帰制御により前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させるときの前記上限トルの増分値を，前記蓄電装置の蓄電残量と前記テーブルとに基づいて，所定時間毎に決定し，前記上限トルクの増分値を前回演算した上限トルクに加算することで，前記復帰制御の上限トルクを決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラは，
前記蓄電装置の蓄電残量と前記復帰制御の上限トルクの増分値との関係を設定したテーブルを記憶しており，
前記復帰制御により前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させるときの前記上限トルの増分値を，前記蓄電装置の蓄電残量と前記テーブルとに基づいて，所定時間毎に決定し，前記上限トルクの増分値を前回演算した上限トルクに加算することで，前記復帰制御の上限トルクを決定することを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項8】
請求項７に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラは，
前記操作装置が無操作の状態にあって，前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させたときは，前記電動モータを所定の低速回転数で駆動し，
前記電動モータを前記基準回転数で駆動するときは前記電動モータの出力トルクが第１上限トルクを超えないように前記電動モータを制御し，前記電動モータを前記低速回転数で駆動するときは前記電動モータの出力トルクが前記第１上限トルクよりも小さい第２上限トルクを超えないように制御し，
前記復帰制御を実行するときは，前記第２上限トルクに前記上限トルクの増分値を加算して前記復帰制御の最初の上限トルクを決定し，その後，前記上限トルクの増分値の加算を前記復帰制御の上限トルクが前記第１上限トルクに達するまで行うことを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラは，
前記操作装置が無操作の状態にあって，前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させたときは，前記電動モータを所定の低速回転数で駆動し，
前記電動モータを前記基準回転数で駆動するときは前記電動モータの出力トルクが第１上限トルクを超えないように前記電動モータを制御し，前記電動モータを前記低速回転数で駆動するときは前記電動モータの出力トルクが前記第１上限トルクよりも小さい第２上限トルクを超えないように制御し，
前記復帰制御を実行するときは，前記第２上限トルクに前記上限トルクの増分値を加算して前記復帰制御の最初の上限トルクを決定し，その後，前記上限トルクの増分値の加算を前記復帰制御の上限トルクが前記第１上限トルクに達するまで行うことを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項9】
請求項７に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が第１閾値よりも多い間は，前記復帰制御の上限トルクの増分値は第１トルク増分値で一定となり，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも低く設定された第２閾値までの間で，前記復帰制御の上限トルクの増分値は前記第１トルク増分値から前記第1トルク増分値よりも小さく設定された第２トルク増分値まで減少し，前記蓄電残量が前記第２閾値よりも少ない間は，前記復帰制御の上限トルクの増分値は前記第２トルク増分値で一定となるように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が第１閾値よりも多い間は，前記復帰制御の上限トルクの増分値は第１トルク増分値で一定となり，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも低く設定された第２閾値までの間で，前記復帰制御の上限トルクの増分値は前記第１トルク増分値から前記第1トルク増分値よりも小さく設定された第２トルク増分値まで減少し，前記蓄電残量が前記第２閾値よりも少ない間は，前記復帰制御の上限トルクの増分値は前記第２トルク増分値で一定となるように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項10】
請求項９に記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第２閾値まで減少する間，前記復帰制御の上限トルクの増分値が前記第１トルク増分値から前記第２トルク増分値まで連続的に減少するように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラに記憶された前記テーブルは，前記蓄電残量が前記第１閾値から前記第２閾値まで減少する間，前記復帰制御の上限トルクの増分値が前記第１トルク増分値から前記第２トルク増分値まで連続的に減少するように設定されていることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【請求項11】
請求項１記載の電動式建設機械の駆動システムにおいて，
前記コントローラの指令に基づいて前記蓄電装置から前記電動モータに供給される電力を制御するインバータと，
前記インバータと前記蓄電装置とを接続する電力供給線に接続され，充電器を介して外部電源に接続可能な給電コネクタとを更に備え，
前記給電コネクタは，前記外部電源の電力で前記蓄電装置を充電しながら，前記インバータに電力を供給し，前記電動モータを駆動可能であることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
前記コントローラの指令に基づいて前記蓄電装置から前記電動モータに供給される電力を制御するインバータと，
前記インバータと前記蓄電装置とを接続する電力供給線に接続され，充電器を介して外部電源に接続可能な給電コネクタとを更に備え，
前記給電コネクタは，前記外部電源の電力で前記蓄電装置を充電しながら，前記インバータに電力を供給し，前記電動モータを駆動可能であることを特徴とする電動式建設機械の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は，操作装置が無操作になってから所定時間を経過したとき，電動モータの回転数を基準回転数から所定の低速回転数に低下させる制御を行う電動式建設機械の駆動システムに関する。
【背景技術】
【0002】
油圧ショベル等の建設機械の多くは，ディーゼルエンジンを動力源とし，ディーゼルエンジンに連結された油圧ポンプから供給される圧油により油圧アクチュエータを作動させることで作業を行う。油圧アクチュエータの動作の指示は操作装置の操作によって行われる。このような建設機械の駆動システムにおいては，例えば特許文献１に記載のように，操作装置が無操作になってから所定時間を経過したとき，エンジンの回転数を回転数指示装置により指示された基準回転数から低速のアイドル回転数に低下させるオートアイドル制御を行い，その後，操作装置が操作されたとき，エンジンの回転数を低速のアイドル回転数から基準回転数に復帰するよう制御する技術が採用されている。
【0003】
一方，近年，燃費の向上，排ガス特性の改善，騒音の低減等の観点から，駆動源として蓄電装置（バッテリ）を搭載し，蓄電装置の電力で電動モータを駆動し，油圧ポンプを駆動する電動式油圧ショベル等の作業機械が開発され，実用化されている。
【0004】
このような電動式建設機械において，特許文献２は，ディーゼルエンジンで油圧ポンプを駆動する建設機械と同様に，操作装置が無操作になってから所定時間を経過したとき，電動モータの回転数を基準回転数から所定の低速回転数に低下させる制御を行い，その後，操作装置が操作されたとき，電動モータの回転数を所定の低速回転数から回転数指示装置によって指示された基準回転数に復帰させるようにしたものを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特公昭６０－０３８５６１号公報
【特許文献2】特許第５３８９１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献２に記載された電動式建設機械においては，操作装置が無操作になってから所定時間を経過したとき，電動モータの回転数を回転数指示装置によって指示された基準回転数から所定の低速回転数に低下させる制御を行うことにより，操作装置の非操作時の電力消費を抑えている。
【0007】
しかし，特許文献２においては，電動モータの回転数を所定の低速回転数に下げた後，操作装置が操作され，電動モータの回転数を所定の低速回転数から基準回転数に復帰させる際，蓄電装置の蓄電残量（SOC）が少ないときでも，電動モータの出力トルクが急峻に増加してしまい，蓄電残量に対する電力消費量の割合が大きくなってしまう。このため，蓄電装置の蓄電残量の減少が早まり，蓄電装置の蓄電残量を長持ちさせることができず，一度の充電で建設機械を長時間運転することができないという問題があった。
【0008】
本発明の目的は，蓄電装置の蓄電残量を長持ちさせ，長時間運転することができる電動式建設機械の駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するために，本発明は，蓄電装置の電力により駆動される電動モータと，前記電動モータによって駆動される油圧ポンプと，前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータと，前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と，前記電動モータの基準回転数を設定する回転数指示装置と，前記電動モータを前記回転数指示装置で設定された基準回転数で駆動させると共に，前記操作装置が無操作の状態のときに，前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させるコントローラとを備えた電動式建設機械の駆動システムにおいて，前記コントローラは，前記操作装置が無操作の状態となって前記電動モータの回転数を前記基準回転数から低下させた後，前記操作装置が操作された場合に，前記蓄電装置の蓄電残量に基づいて前記電動モータの上限トルクを決定して，前記電動モータの出力トルクを前記上限トルクに制限しながら前記電動モータの回転数を前記基準回転数に復帰させる復帰制御を実行するものとする。
【0010】
このようにコントローラを設け，電動モータの回転数を基準回転数から低下させた後，操作装置が操作された場合に，蓄電装置の蓄電残量に基づいて電動モータの上限トルクを決定して，電動モータの出力トルクを上限トルクに制限しながら電動モータの回転数を基準回転数に復帰させる復帰制御を実行することにより，蓄電装置の蓄電残量が少なくなったとき，電動モータの回転数を基準回転数に復帰させる際の電力消費量を抑え，蓄電装置の蓄電残量を長持ちさせ，一度の充電で長時間運転することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば，蓄電装置の蓄電残量を長持ちさせ，長時間運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第１の実施形態における駆動システムを備えた電動式建設機械の側面図である。
【図2】本実施形態に係わる電動式油圧ショベルの駆動システムを示す図である。
【図3】油圧ショベルのキャビンの内部（運転室）を運転席側から見た図である。
【図4】下部走行体，上部旋回体及び作業機を駆動するための油圧システムの全体構成の概略を示す図である。
【図5】車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図6】モータトルク演算部のテーブルに設定したバッテリのSOCと復帰制御の上限トルクとの関係の一例を示す図である。
【図7】車体コントローラの処理全体の流れを示すフローチャートである。
【図10】本発明の第２の実施形態におけるバッテリのSOCと復帰制御の上限トルクの増分値との関係の一例を示す図である。
【図11】第２の実施形態における車体コントローラの処理全体の流れを示すフローチャートである。
【図12】バッテリのSOCが第１閾値よりも減少して，例えば第２閾値になった場合の第２の実施形態の復帰制御における電動モータの出力トルクの変化を，復帰制御を行わない場合と比較して示す図である。
【図13】本発明の第３の実施形態に係わる電動式油圧ショベルの駆動システムを示す図であって，バッテリの電力で電動モータを駆動する場合を示す図である。
【図14】第３の実施形態に係わる電動式油圧ショベルの駆動システムを示す図であって，外部電源の電力でバッテリを充電しながら電動モータを駆動する場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下，本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態を説明する。
本発明の第１の実施形態を説明する。
【0015】
～建設機械～
図１は，本発明の第１の実施形態における駆動システムを備えた電動式建設機械の側面図である。本実施形態において，電動式建設機械は建設機械の代表例である履帯式の油圧ショベルである。
図１は，本発明の第１の実施形態における駆動システムを備えた電動式建設機械の側面図である。本実施形態において，電動式建設機械は建設機械の代表例である履帯式の油圧ショベルである。
【0016】
図１において，本実施形態における電動式油圧ショベルは，下部走行体１０１と，上部旋回体１０２と，フロント作業機１０３とを備えている。
【0017】
下部走行体１０１は左右のクローラ１０１ａ，１０１ｂを備え，左右の走行モータ１ａ，１ｂを回転させることで走行装置１０１ａ，１０１ｂを駆動し，走行を行う。
【0018】
上部旋回体１０２は，旋回輪１０２ａに設けられた旋回モータ１ｃを回転させることで，下部走行体１０１に対し旋回が可能である。上部旋回体１０２は運転室を形成するキャビン１０５を備えている。上部旋回体１０２の旋回フレーム１０２ｃの前部にスイングポスト１０４が取り付けられ，このスイングポスト１０４にフロント作業機１０３が上下動可能に取り付けられている。スイングポスト１０４はスイングシリンダ１ｇを伸縮させることで左右に回動し，フロント作業機１０３は上部旋回体１０２に対して左右に旋回する。
【0019】
フロント作業機１０３はブーム１０３ａ，アーム１０３ｂ，バケット１０３ｃを備え，ブームシリンダ１ｄ，アームシリンダ１ｅ，バケットシリンダ１ｆを伸縮させることでブーム１０３ａ，アーム１０３ｂ，バケット１０３ｃが駆動され，フロント作業機１０３の姿勢が変化する。
【0020】
左右のクローラ１０１ａ，１０１ｂ間の中央フレームにはブレード１０６が取り付けられ，ブレード１０６は，ブレードシリンダ１ｈを伸縮させることで上下動作を行う。
【0021】
～駆動システム～
図２は，本実施形態に係わる電動式油圧ショベルの駆動システムを示す図である。
図２は，本実施形態に係わる電動式油圧ショベルの駆動システムを示す図である。
【0022】
図２において，本実施形態の駆動システムは，蓄電装置であるバッテリ１０と，バッテリ１０（蓄電装置）の電力により駆動される電動モータ１１と，電動モータ１１によって駆動される油圧ポンプ１２及びパイロットポンプ１３と，油圧ポンプ１２から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータである前述した走行モータ１ａ，１ｂ，旋回モータ１ｃ，ブームシリンダ１ｄ，アームシリンダ１ｅ，バケットシリンダ１ｆ，スイングシリンダ１ｇ，ブレードシリンダ１ｈと，油圧ポンプ１２から油圧アクチュエータ１ａ～１ｈに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁１６ａ～１６ｈ（図４参照）と，方向切換弁１６ａ～１６ｈを切り換えるための操作信号を生成し，方向切換弁１６ａ～１６ｈを切り換えることで油圧アクチュエータ１ａ～１ｈを操作するための操作装置２１～２６（図３，図４参照）と，電動モータ１１の基準回転数Ｎsetを設定する回転数指示装置であるモータ回転数ダイヤル３２と，電動モータ１１をモータ回転数ダイヤル３２（回転数指示装置）で設定された基準回転数Ｎsetで駆動させると共に，操作装置２１～２６が無操作の状態のときに，電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetから低下させる車体コントローラ３３（コントローラ）とを備えている。
【0023】
操作装置２１～２６が無操作の状態になったとき，電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetから低下させる制御は，原動機がディーゼルエンジンである場合のオートアイドル制御に相当するものであり，本明細書において，この制御を低速回転数制御と言う。
【0024】
また，本実施形態の駆動システムは，バッテリ１０から電動モータ１１に供給される電力を制御するインバータ３１と，バッテリ１０に設けられ，バッテリ１０の内部の制御及びバッテリ温度の取得を行うとともに，バッテリ１０の蓄電残量又は充電率を示す充電状態（State of Charge，以下SOCと言う）を監視し，SCO信号を出力する蓄電電残量監視装置として機能するバッテリコントローラ１０ａと，操作装置２１～２６の操作の有無を検出し，操作情報信号として操作パイロット圧信号を出力する操作検出装置３５と，通常制御モードと低速回転数制御モードのいずれかを選択するモード選択信号（ON/OFF信号）を出力するモード選択スイッチ３６と，電動モータ１１の回転数を検出し，モータ回転数検出信号を出力する回転センサ３７とを備えている。
【0025】
モータ回転数ダイヤル３２，バッテリコントローラ１０ａ，操作検出装置３５，モード選択スイッチ３６，回転センサ３７からのそれぞれの信号は車体コントローラ３３に入力され，車体コントローラ３３はそれらの信号に基づいて所定の演算処理（後述）を行い，インバータ３１に電動モータ１１の回転数とトルクを指令する。
【0026】
インバータ３１とバッテリ１０とは高圧の電力供給線４１を介して電気的に接続され，インバータ３１と電動モータ１１とは高圧の電力供給線４２を介して電気的に接続され，車体コントローラ３３はインバータ３１にトルクと回転数を指令し，インバータ３１はその指令に基づいてバッテリ１０から出力される高圧直流電流を高圧交流電流に変換し，バッテリ１０から電動モータ１１に供給される電力を制御することで，電動モータ１１の回転数とトルクを制御する。
【0027】
油圧ポンプ１２は可変容量型であり，ポンプ吸収トルクが最大トルクに制限されるようにポンプ傾転（容量）を制御するためのレギュレータ１５を備えている。レギュレータ１５は，油圧ポンプ１２の吐出圧が導かれるレギュレータピストン１５ａと，レギュレータピストン１５ａに対向して位置するバネ１５ｂとを有し，油圧ポンプ１２の吐出圧がバネ１５ｂの付勢力を超えて上昇すると，油圧ポンプ１２の傾転（容量）を減少させ，油圧ポンプ１２の傾転（容量）と油圧ポンプ１２の吐出圧との積である油圧ポンプ１２の吸収トルクがバネ１５ｂによって設定された最大トルクに制限されるように制御する。
【0028】
～キャビン内部～
図３は，油圧ショベルのキャビン１０５の内部（運転室）を運転席側から見た図である。
図３は，油圧ショベルのキャビン１０５の内部（運転室）を運転席側から見た図である。
【0029】
図３において，キャビン１０５内には，オペレータが着座する運転席２０と，上部旋回体１０２及びフロント作業機１０３（ブーム１０３ａ，アーム１０３ｂ，バケット１０３ｃ）の動作を指示する操作装置２１，２２と，下部走行体１０１（左右のクローラ１０１ａ，１０１ｂ）の動作を指示する操作装置２３，２４と，スイングポスト１０４の動作を指示する操作装置２５と，ブレード１０６の動作を指示する操作装置２６とが配置されている。
【0030】
操作装置２１，２２，２３，２４，２６はレバー操作式であり，操作装置２５はペダル操作式である。また，図示はしないが，操作装置２３，２４のレバーの根元にそれぞれペダルが付設され，操作装置２３，２４は，ペダル操作でも下部走行体１０１の走行動作を指示できるようになっている。
【0031】
操作装置２１，２２は運転席２０の前部左右に設けられ，それぞれの操作レバーは左右，前後の十字方向に操作可能である。左側の操作装置２１は操作レバーを左右方向に操作するとアーム１０３ｂの動作を指示し，前後方向に操作すると上部旋回体１０２の動作を指示する。右側の操作装置２２は操作レバーを左右方向に操作するとバケット１０３ａの動作を指示し，前後方向に操作するとブーム１０３ａの動作を指示する。
【0032】
操作装置２３，２４は，運転席２０の前側床部の中央部分に左右に並べて設けられ，左側の操作装置２３は，操作レバーを前後方向に操作すると左クローラ１０１ａの前進／後進の動作を指示し，右側の操作装置２４は，操作レバーを前後方向に操作すると右クローラ１０１ｂの前進／後進の動作を指示する。
【0033】
操作装置２５は運転席２０の前側床部の，走行用の操作装置２４の右側に設けられ，操作ペダルを前後方向に操作するとスイングポスト１０４の左右の旋回動作を指示する。操作装置２６は運転席２０に着座したオペレータの右側に設けられ，操作レバーを前後方向に操作するとブレード１０６の上下の動作を指示する。
【0034】
運転席２０の右側の操作装置２２の基端部分であって，運転席２０に着座したオペレータの右側にはコンソールボックス２７が設けられ，コンソールボックス２７に上述したモード選択スイッチ３６が設けられている。
【0035】
～油圧システム～
図４は，下部走行体１０１（左右のクローラ１０１ａ，１０１ｂ），上部旋回体１０２及びフロント作業機１０３（ブーム１０３ａ，アーム１０３ｂ，バケット１０３ｃ）を駆動するための油圧システムの全体構成の概略を示す図である。
図４は，下部走行体１０１（左右のクローラ１０１ａ，１０１ｂ），上部旋回体１０２及びフロント作業機１０３（ブーム１０３ａ，アーム１０３ｂ，バケット１０３ｃ）を駆動するための油圧システムの全体構成の概略を示す図である。
【0036】
図４において，操作装置２１は，アーム１０３ｂと上部旋回体１０２の動作を指示する部分２１ａと，上部旋回体１０２の動作を指示する部分２１ｂとに分けて図示され，操作装置２２は，ブーム１０３ａの動作を指示する部分２２ａと，バケット１０３ｃの動作を指示する部分２２ｂとに分けて図示されている。
【0037】
操作装置２１～２６は，パイロットポンプ１３の吐出圧に基づいて操作信号として操作パイロット圧を生成する油圧パイロット方式であり，操作レバー或いは操作ペダルを操作すると，その操作方向と操作量に応じてパイロットポンプ１３（図２参照）の吐出圧を減圧して操作パイロット圧を生成する。これらの操作パイロット圧は，点線で示されるそれぞれのパイロットラインを介してコントロールバルブ１６に導かれる。コントロールバルブ１６内には前述した方向切換弁１６ａ～１６ｈのスプールが配置され，コントロールバルブ１６内の各スプールは操作装置２１～２６から送られてきた操作パイロット圧によってストロークし，油圧ポンプ１２から複数のアクチュエータ１ａ～１ｈに供給される圧油の流量と流れ方向を制御する。
【0038】
また，コントロールバルブ１６内にはシャトルブロック１６ｊが配置され，シャトルブロック１６ｊは操作装置２１～２６から送られてきた操作パイロット圧のうちの最も高い圧力を選択して操作検出装置３５に出力する。操作検出装置３５は圧力センサであり，シャトルブロック１６ｊにより選択された圧力（最も高い操作パイロット圧）を検出し，操作信号を車体コントローラ３３に送信する。
【0039】
～車体コントローラ３３～
図５は，車体コントローラ３３の処理機能を示す機能ブロック図である。
図５は，車体コントローラ３３の処理機能を示す機能ブロック図である。
【0040】
車体コントローラ３３は，SOC情報取得部３３ａ，圧力変換部３３ｂ，操作パイロット圧判定部３３ｃ，モータトルク演算部３３ｄ，モータ回転数演算部３３ｅを有している。
【0041】
SOC情報取得部３３ａは，バッテリコントローラ１０ａから送られるSOC信号からSOC情報（蓄電残量情報）を取得し，そのSOC情報をモータトルク演算部３３ｄに送る。
【0042】
圧力変換部３３ｂは，操作検出装置３５（圧力センサ）から送られる操作信号を操作パイロット圧のアナログ値に変換し，その操作パイロット圧のアナログ値を操作パイロット圧判定部３３ｃに送る。
【0043】
操作パイロット圧判定部３３ｃは，圧力変換部３３ｂから送られる操作パイロット圧のアナログ値が，操作有無の判定値として予め設定した閾値より低いかどうかを判定し，操作装置２１～２６のいずれかが操作され（有操作であり）操作パイロット圧のアナログ値が閾値以上であるときは，操作ON信号をモータトルク演算部３３ｄとモータ回転数演算部３３ｅに送る。
【0044】
操作パイロット圧判定部３３ｃは，操作装置２１～２６のいずれも操作されておらず（無操作であり），操作パイロット圧のアナログ値が閾値より低いときは，操作OFF信号をモータトルク演算部３３ｄとモータ回転数演算部３３ｅに送る。
【0045】
また，操作パイロット圧判定部３３ｃは，操作パイロット圧判定部３３ｃに備えられたカウンタによって無操作時間をカウントする。そして，無操作時間が低速回転数制御の要否判定値として予め設定した所定時間を経過すると，操作OFF信号に加え，所定時間経過信号をモータトルク演算部３３ｄとモータ回転数演算部３３ｅに送る。
【0046】
モータトルク演算部３３ｄには，SOC情報取得部３３ａから送られる上記SOC情報及び操作パイロット圧判定部３３ｃから送られる上記操作ON信号，又は操作OFF信号及び所定時間経過信号に加え，回転センサ３７からモータ回転数検出信号が送られ，モード選択スイッチ３６からモード選択信号（ON/OFF信号）が送られ，モータ回転数ダイヤル３２から基準回転数信号が送られる。
【0047】
モータ回転数演算部３３ｅには，操作パイロット圧判定部３３ｃから送信される上記操作ON信号，又は操作OFF信号及び所定時間経過信号に加え，モード選択スイッチ３６からモード選択信号（ON/OFF信号）が送られ，モータ回転数ダイヤル３２から基準回転数信号が送られる。
【0048】
モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がOFFかONかによって以下のように動作する。
【0049】
＜モード選択信号がOFFであるとき＞
モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がOFFで，通常制御モードが指示されているとき，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，操作パイロット圧判定部３３ｃから送られる操作ON信号，操作OFF信号及び所定時間経過信号の如何に係わらず，低速回転数制御は行わず，通常制御だけを行う。
モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がOFFで，通常制御モードが指示されているとき，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，操作パイロット圧判定部３３ｃから送られる操作ON信号，操作OFF信号及び所定時間経過信号の如何に係わらず，低速回転数制御は行わず，通常制御だけを行う。
【0050】
通常制御においては，モータトルク演算部３３ｄは電動モータ１１の通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）をインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが通常制御の上限トルクＴmax-Nを超えないように制御する。また，モータ回転数演算部３３ｅは，モータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように制御する。
【0051】
＜モード選択信号がONであるとき＞
モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がONで，低速回転数制御モードが選択されているとき，操作パイロット圧判定部３３ｃから操作ON信号が送られる場合は，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，上述した通常制御を行う。すなわち，モータトルク演算部３３ｄは電動モータ１１の通常制御の上限トルクＴmax-Nをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが通常制御の上限トルクＴmax-Nを超えないように制御する。また，モータ回転数演算部３３ｅは，モータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように制御する。
モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がONで，低速回転数制御モードが選択されているとき，操作パイロット圧判定部３３ｃから操作ON信号が送られる場合は，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，上述した通常制御を行う。すなわち，モータトルク演算部３３ｄは電動モータ１１の通常制御の上限トルクＴmax-Nをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが通常制御の上限トルクＴmax-Nを超えないように制御する。また，モータ回転数演算部３３ｅは，モータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように制御する。
【0052】
また，モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がONで，操作パイロット圧判定部３３ｃから操作OFF信号が送られ，所定時間経過信号が送られない場合も，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，上記通常制御を行う。
【0053】
一方，モード選択スイッチ３６から送られるモード選択信号がONで，操作パイロット圧判定部３３ｃから操作OFF信号と所定時間経過信号の両方が送られる場合は，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，低速回転数制御を行う。
【0054】
この低速回転数制御において，モータトルク演算部３３ｄは，上述した電動モータ１１の通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）よりも小さい電動モータ１１の低速回転数制御の上限トルクＴmax-idle（第２上限トルク）をインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが低速回転数制御の上限トルクＴmax-idleを超えないように制御する。また，モータ回転数演算部３３ｅは，モータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetよりも低い所定の低速回転数Ｎidleをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の回転数がその低速回転数Ｎidleになるように制御する。
【0055】
ここで，モータ回転数ダイヤル３２によって指示される基準回転数Ｎsetが最大回転数の２０００ｒｐｍである場合，所定の低速回転数Ｎidleは，好ましくは４００～６００ｒｐｍであり，本実施形態では例えば４５０ｒｐｍである。
【0056】
また，低速回転数制御を行っているときに，複数の操作装置２１～２６の少なくとも１つが操作され，操作パイロット圧判定部３３ｃから送られる信号が操作OFF信号から操作ON信号に切り換わった場合，モータトルク演算部３３ｄ及びモータ回転数演算部３３ｅは，それぞれ，低速回転数制御から通常制御に復帰する制御（以下復帰制御ということがある）を行う。
【0057】
この復帰制御において，モータトルク演算部３３ｄは，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）が第１閾値Ｅ1（図６参照）より多いときよりも少ないときの方が小さくなる上限トルクＴmax-Rを演算し，この上限トルクＴmax-Rをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが当該上限トルクＴmax-Rに制限されるように制御する。モータ回転数演算部３３ｅは，モータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように制御する。
【0058】
このように本実施形態において，車体コントローラ３３は，操作装置２１～２６が無操作の状態となって電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetから低下させた後，操作装置２１～２６が操作された場合に，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）に基づいて電動モータ１１の上限トルクＴmax-Rを決定して，電動モータ１１の出力トルクを上限トルクＴmax-Rに制限しながら電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetに復帰させる復帰制御を実行する。
また，本実施形態において，車体コントローラ３３は，上限トルクＴmax-Rの決定を，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1より多いときよりも少ないときの方が小さくなるように行い，更に好ましくは，バッテリ１０のSOCが少なくなるほど小さくなるように上限トルクＴmax-Rを決定する。
また，本実施形態において，車体コントローラ３３は，上限トルクＴmax-Rの決定を，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1より多いときよりも少ないときの方が小さくなるように行い，更に好ましくは，バッテリ１０のSOCが少なくなるほど小さくなるように上限トルクＴmax-Rを決定する。
【0059】
＜SOCと上限トルクＴmax-Rとの関係＞
次に，SOCと上限トルクＴmax-Rとの関係について説明する。
次に，SOCと上限トルクＴmax-Rとの関係について説明する。
【0060】
車体コントローラ３３は，バッテリ１０のSOCと電動モータ１１の上限トルクＴmax-Rとの関係を設定したテーブルを記憶しており，モータトルク演算部３３ｄは，電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetに復帰させるとき，バッテリ１０のSOCとそのテーブルとに基づいて，復帰制御を実行する際の上限トルクＴmax-Rを決定する。
【0061】
図６は，上記テーブルに設定したバッテリ１０のSOCと復帰制御の上限トルクＴmax-Rとの関係の一例を示す図である。SOCの単位は％である。
【0062】
図６において，車体コントローラ３３に記憶されたテーブルは，SOCが第１閾値Ｅ1よりも多い間は，上限トルクＴmax-Rは一定の第１トルクＴ1となり，SOCが第１閾値Ｅ1から第１閾値Ｅ1よりも低く設定された第２閾値Ｅ2までの間で，上限トルクＴmax-Rは第１トルクＴ1から第２トルクＴ2まで減少し，SOCが第２閾値Ｅ2よりも少ない間は，上限トルクＴmax-Rは第２トルクＴ2で一定となるように設定されている。
【0063】
また，本実施形態では，上記テーブルは，SOCが第１閾値Ｅ1から第２閾値Ｅ2まで減少する間，上限トルクＴmax-Rは第１トルクＴ1から第２トルクＴ2まで連続的に減少するように設定されている。これによりSOCが第１閾値Ｅ1以下になり，通常制御から復帰制御に移行するときの電動モータ１１の出力トルクの変化が緩やかとなり，オペレータに違和感を認識させずに復帰制御に移行することができる。
【0064】
車体コントローラ３３に記憶されたテーブルは，第１閾値Ｅ1～第２閾値Ｅ2間のあるSOCを第１閾値として設定し，バッテリ１０のSOCがその第１閾値まで減少したときに上限トルクＴmax-Rがステップ的に減少するよう設定されていてもよい。
【0065】
ここで，第１トルクＴ1は，好ましくは，前述した通常制御の上限トルクＴmax-Nに等しい値に設定される。第２トルクＴ2は，例えば，前述した低速回転数制御の上限トルクＴmax-idleと通常制御の上限トルクＴmax-Nとの間の値であって，復帰制御に際して電動モータ１１の回転数が低速回転数から基準回転数Ｎsetに滑らかに上昇するような値に設定される。
【0066】
具体的には，第２トルクＴ2は，復帰制御の応答性を考慮し，低速回転数制御の上限トルクＴmax-idleと通常制御の上限トルクＴmax-Nとの差分Ｔmax-N－Ｔmin-LをΔＴとした場合，好ましくは，通常制御の上限トルクＴmax-Nよりも差分ΔＴの３０％～６０％だけ，小さい値に設定される。本実施形態では，第２トルクＴminは，通常制御の上限トルクＴmax-Nよりも差分ΔＴの４０％だけ，小さい値に設定されている。
【0067】
また，第１閾値Ｅ1は，好ましくは，SOC５０％～３０％の範囲内の値に設定され，第２閾値Ｅ2は，好ましくは，SOC３０％～１０％の範囲内の値に設定され，本実施形態では，第１閾値Ｅ1はSOC４０％に設定され，第２閾値Ｅ2はSOC２５％に設定されている。
【0068】
【0069】
＜通常制御モード＞
まず，オペレータがモード選択スイッチ３６をOFFにし，通常制御モードを選択した場合の処理の流れを説明する。
まず，オペレータがモード選択スイッチ３６をOFFにし，通常制御モードを選択した場合の処理の流れを説明する。
【0070】
図７において，車体コントローラ３３は，まず，モード選択スイッチ３６から送信された信号に基づいて，モード選択スイッチ３６がONであるかどうかを判定する（ステップＡ）。ここでは，モード選択スイッチ３６はOFFであるので，車体コントローラ３３は，ステップＡの判定を否定し，通常制御（ステップＨ）に移行する。
【0071】
通常制御では，前述したように，車体コントローラ３３は，通常制御の上限トルクＴmax-Nとモータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）に制限され，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように電動モータ１１のトルクと回転数を制御する。
【0072】
以後，車体コントローラ３３は，モード選択スイッチ３６がONになるまでステップＡ→Ｈの通常制御を繰り返す。
【0073】
＜低速回転数制御モード＞
次に，オペレータがモード選択スイッチ３６をONにし，低速回転数制御モードを選択した場合の処理の流れを，操作装置２１～２６の操作例に応じた場合分けをして説明する。
次に，オペレータがモード選択スイッチ３６をONにし，低速回転数制御モードを選択した場合の処理の流れを，操作装置２１～２６の操作例に応じた場合分けをして説明する。
【0074】
＜＜(1) 操作装置２１～２６が全て無操作である場合＞＞
オペレータがモード選択スイッチ３６をONにすると，車体コントローラ３３はステップＡの判定を肯定し，操作装置２１～２６が全て無操作（中立状態）であるかどうかを判定する（ステップＢ）。
オペレータがモード選択スイッチ３６をONにすると，車体コントローラ３３はステップＡの判定を肯定し，操作装置２１～２６が全て無操作（中立状態）であるかどうかを判定する（ステップＢ）。
【0075】
本操作例では，操作装置２１～２６が全て無操作であるため，車体コントローラ３３はステップＢの判定を肯定し，更に，前回の演算サイクルでインバータ３１に指令した回転数が低速回転数制御の回転数であったかどうかを判定する（ステップＣ）。本操作例では，前回の演算サイクルは通常制御モードであり，インバータ３１に指令した回転数は基準回転数Ｎsetであったため，車体コントローラ３３はステップＣの判定を否定し，更に，複数の操作装置２１～２６が全て無操作になってから所定時間経過したかどうかを判定する（ステップＤ）。本操作例では，この場合も前回の演算サイクルは通常制御モードであり，無操作時間のカウントはしていなかったため，車体コントローラ３３はステップＤの判定を否定し，ステップＨの通常制御に移行する。
【0076】
通常制御では，上述したように，車体コントローラ３３は，通常制御の上限トルクＴmax-Nとモータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが通常制御の上限トルクＴmax-Nに制限され，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように電動モータ１１のトルクと回転数を制御する。
【0077】
以後，車体コントローラ３３は，操作装置２１～２６のいずれかが操作され，ステップＢの判定を否定するか，操作装置２１～２６が全て無操作である状態で所定時間を経過し，ステップＤの判定を肯定するまで，ステップＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｈの処理を繰り返す。
【0078】
＜＜(2) 操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過する前に操作装置２１～２６のいずれかが操作された場合＞＞
操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過する前にオペレータが操作装置２１～２６のいずれかを操作した場合，車体コントローラ３３はステップＢの判定を否定し，低速回転数制御の無操作時間のカウントをクリアした後（ステップＦ），前回の演算サイクルでインバータ３１に指令した回転数が低速回転数制御の回転数であったかどうかを判定する（ステップＧ）。本操作例では，前回の演算サイクルは通常制御であり，インバータ３１に指令した回転数は通常制御の基準回転数Ｎsetであったため，車体コントローラ３３はステップＧの判定を否定し，再びステップＨの通常制御に移行する。
操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過する前にオペレータが操作装置２１～２６のいずれかを操作した場合，車体コントローラ３３はステップＢの判定を否定し，低速回転数制御の無操作時間のカウントをクリアした後（ステップＦ），前回の演算サイクルでインバータ３１に指令した回転数が低速回転数制御の回転数であったかどうかを判定する（ステップＧ）。本操作例では，前回の演算サイクルは通常制御であり，インバータ３１に指令した回転数は通常制御の基準回転数Ｎsetであったため，車体コントローラ３３はステップＧの判定を否定し，再びステップＨの通常制御に移行する。
【0079】
以後，車体コントローラ３３は，操作装置２１～２６が全て再び無操作となり，ステップＢの判定が肯定されるまで，ステップＡ→Ｂ→Ｆ→Ｇ→Ｈの処理を繰り返す。
【0080】
＜＜(3) 操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過した場合＞＞
操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過した場合，車体コントローラ３３はステップＤの判定を肯定し，ステップＥの低速回転数制御に移行する。
操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過した場合，車体コントローラ３３はステップＤの判定を肯定し，ステップＥの低速回転数制御に移行する。
【0081】
低速回転数制御では，上述したように，車体コントローラ３３は，電動モータ１１の低速回転数制御の上限トルクＴmax-idle（第２上限トルク）をインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクが低速回転数制御の上限トルクＴmax-idleに制限されるように制御する。また，車体コントローラ３３は，モータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetよりも低い低速回転数制御の回転数Ｎidleをインバータ３１に指令し，電動モータ１１の回転数が所定の低速回転数Ｎidleになるように制御する。
【0082】
次の演算サイクルでは，前回の演算サイクルでインバータ３１に指令した回転数は低速回転数制御の回転数Ｎidleであったため，車体コントローラ３３はステップＣの判定を肯定し，直接，ステップＥの低速回転数制御に移行する。
【0083】
以後，車体コントローラ３３は，操作装置２１～２６のいずれかが再び操作され，ステップＢの判定が否定されるまで，ステップＡ→Ｂ→C→Eの処理を繰り返す。
【0084】
＜＜(4) 操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過して低速回転数制御に移行した後，操作装置２１～２６のいずれかが操作された場合＞＞
操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過して低速回転数制御に移行した後，操作装置２１～２６のいずれかが操作された場合は，車体コントローラ３３はステップＢの判定を否定し，低速回転数制御の無操作時間のカウントをクリアした後（ステップＦ），前回の演算サイクルでインバータ３１に指令した回転数が低速回転数制御の回転数Ｎidleであったかどうかを判定する（ステップＧ）。本操作例では，今まで低速回転数制御を行い，インバータ３１に指令した回転数は所定の低速回転数Ｎidleであったため，車体コントローラ３３はステップＧの判定を肯定し，低速回転数制御から通常制御に復帰する制御に移行する。
操作装置２１～２６が全て無操作で，所定時間を経過して低速回転数制御に移行した後，操作装置２１～２６のいずれかが操作された場合は，車体コントローラ３３はステップＢの判定を否定し，低速回転数制御の無操作時間のカウントをクリアした後（ステップＦ），前回の演算サイクルでインバータ３１に指令した回転数が低速回転数制御の回転数Ｎidleであったかどうかを判定する（ステップＧ）。本操作例では，今まで低速回転数制御を行い，インバータ３１に指令した回転数は所定の低速回転数Ｎidleであったため，車体コントローラ３３はステップＧの判定を肯定し，低速回転数制御から通常制御に復帰する制御に移行する。
【0085】
この復帰制御において，車体コントローラ３３は，まず，バッテリコントローラ１０ａから送られるSOC信号からSOC情報を取得し（ステップＩ），次いでバッテリ１０のSOC（蓄電残量）に基づいて電動モータ１１の上限トルクＴmax-Rを決定し（ステップＪ），この上限トルクＴmax-Rとモータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetをインバータ３１に指令し（ステップＫ），電動モータ１１のトルクと回転数を制御する。
【0086】
次いで，車体コントローラ３３は，回転センサ３７からのモータ回転数検出信号に基づいて，検出された電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetに達したかどうかを判定し（ステップＬ），電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetに達していない場合は，再度ステップＪ，Ｋの処理を行い，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetに達するまでステップＪ→Ｋ→Ｌの処理を繰り返す。これにより電動モータ１１の出力トルクが復帰制御の上限トルクＴmax-Rに制限されるように制御され，電動モータ１１の回転数の上昇速度を抑えながら，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetになるように制御される。
【0087】
次いで，電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetに達すると，ステップＡ→Ｂ→Ｆ→Ｇ→Ｈの処理を行う通常制御に移行する。
【0088】
～効果～
図８は，本実施形態において，バッテリ１０のSOCが図６に示す第１閾値Ｅ1よりも減少して，例えば第２閾値Ｅ2になった場合の復帰制御における電動モータ１１の出力トルクの変化を，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1よりも減少してもバッテリ１０のSOCがＴmaxのまま一定であって，本実施形態の復帰制御を行わない場合と比較して示す図である。
図８は，本実施形態において，バッテリ１０のSOCが図６に示す第１閾値Ｅ1よりも減少して，例えば第２閾値Ｅ2になった場合の復帰制御における電動モータ１１の出力トルクの変化を，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1よりも減少してもバッテリ１０のSOCがＴmaxのまま一定であって，本実施形態の復帰制御を行わない場合と比較して示す図である。
【0089】
図９は，バッテリ１０のSOCが図６に示す第１閾値Ｅ1よりも減少して，例えば第２閾値Ｅ2になった場合の復帰制御における電動モータ１１の回転数の変化を，同様に本実施形態の復帰制御を行わない場合と比較して示す図である。
【0090】
なお，バッテリ１０のSOCがＴmaxのまま一定で，本実施形態の復帰制御を行わない場合の電動モータ１１の出力トルクの変化は，本実施形態において，バッテリ１０のSOCが図６に示す第１閾値Ｅ1以上であって，復帰制御を行う場合の電動モータの出力トルクの変化に相当する。
【0091】
図８において，本実施形態の復帰制御を行わない場合は，低速回転数制御から通常制御に復帰するとき，電動モータ１１の復帰制御の上限トルクは通常制御の上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）のままであるため，電動モータ１１の出力トルクは，図８に点線ＴＡで示すように，通常制御の上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）まで急峻に増大し，更に負荷の慣性によって電動モータ１１の出力トルクのピークが上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）を超えた後，上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）へと収斂するよう変化する。
【0092】
このため，電動モータ１１の回転数は，図９に点線で示すように，回転数のピークがモータ回転数ダイヤル３２によって指示された基準回転数Ｎsetを大きく超えてから基準回転数Ｎsetに収斂するよう変化する。
【0093】
これに対し，本実施形態の復帰制御を行う場合は，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1よりも減少して，例えばＥ２になった場合，電動モータ１１の復帰制御の上限トルクＴmax-Rとして，通常制御の上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）よりも小さいＴ2が演算され（図６参照），低速回転数制御から通常制御に復帰するとき，電動モータ１１の出力トルクはその上限トルクＴmax-R（＝Ｔ2）によって制限される。このため電動モータ１１の出力トルクは，図８に実線ＴＢで示すように，通常制御の上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）よりも小さい復帰制御の上限トルクＴmax-R（＝Ｔ2）まで上昇した後，更に負荷の慣性によって電動モータの出力トルクのピークが上限トルクＴmax-R（＝Ｔmin）をわずかに超えた後，上限トルクＴmax-R（＝Ｔ2）へと収斂するよう変化する。
【0094】
このため，電動モータ１１の回転数は，図９に実線で示すように緩やかに基準回転数Ｎsetへと上昇し，基準回転数Ｎsetをわずかに超えた後，基準回転数Ｎsetに収斂するよう制御される。
【0095】
時刻Ｔａで電動モータ１１の回転数が基準回転数Ｎsetに達すると，復帰制御から通常制御に移行し，上限トルクは通常制御の上限トルクＴmax-N（＝Ｔ1）に切り換わる。
【0096】
このように本実施形態においては，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）に基づいて電動モータ１１の上限トルクＴmax-Rを決定し，この上限トルクＴmax-Rをインバータ３１に指令して，電動モータ１１の出力トルクを上限トルクＴmax-Rに制限しながら電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetに復帰させる復帰制御を実行する。このため，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1よりも少なくなったとき，電動モータ１１の回転数を所定の低速回転数Ｎidleから基準回転数Ｎsetに復帰させる際の電力消費量を抑え，バッテリ１０の蓄電残量を長持ちさせ，一度の充電で長時間運転することができる。
【0097】
また，電動式油圧ショベルの稼動現場は，外部電源である充電装置まで遠い場合があり，充電装置も容易に動かすことはできない。
【0098】
本実施形態においては，復帰制御時にSOCが残っている場合でも早い段階で電動モータ１１の復帰制御の上限トルクを下げ，電力消費量を抑えることによって，電動式油圧ショベルが充電装置に移動するとき，電動式油圧ショベルが充電装置に到達する前にバッテリ１０の蓄電残量が枯渇する可能性を少なくすることができる。
【0099】
【0100】
第１の実施形態では，復帰制御において，車体コントローラ３３は，図６に示すバッテリのSOCと復帰制御の上限トルクＴmax-Rとの関係を設定したテーブルに基づいて．バッテリ１０のSOC（蓄電残量）が第１閾値Ｅ1より多いときよりも少ないときの方が小さくなるように上限トルクＴmax-Rを決定し，電動モータ１１の出力トルクがその上限トルクＴmax-Rに制限されるように制御したが，復帰制御の上限トルクＴmax-Rの決め方はこれに限られない。
【0101】
図１０は，本発明の第２の実施形態における，車体コントローラ３３に記憶されたテーブルに設定したバッテリのSOCと復帰制御の上限トルクの増分値との関係の一例を示す図である。
本実施形態において，車体コントローラ３３に記憶されたテーブルには，図１０に示すように図６の縦軸のパラメータを上限トルクＴmax-Rの増分値ΔTに置き換えたバッテリ１０のSOCと上限トルクＴmax-Rの増分値ΔTとの関係が設定されている。
すなわち，図１０において，車体コントローラ３３に記憶されたテーブルには，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）が第１閾値Ｅ1よりも多い間は，上限トルクの増分値ΔＴは第１トルク増分値ΔＴ1で一定となり，SOCが第１閾値Ｅ1から第１閾値Ｅ1よりも低く設定された第２閾値Ｅ2までの間で，上限トルクの増分値ΔＴは第１トルク増分値ΔＴ1から第１トルク増分値ΔＴ1よりも小さく設定された第２トルク増分値ΔＴ2まで減少し，SOCが第２閾値Ｅ2よりも少ない間は，上限トルクの増分値ΔＴは第２トルク増分値ΔＴ2で一定となるように設定されている。
また，好ましくは，上記テーブルは，SOCが第１閾値Ｅ1から第２閾値Ｅ2まで減少する間，上限トルクの増分値ΔＴが第１トルク増分値ΔＴ1から第２トルク増分値ΔＴ2まで連続的に減少するように設定されている。
本実施形態において，車体コントローラ３３に記憶されたテーブルには，図１０に示すように図６の縦軸のパラメータを上限トルクＴmax-Rの増分値ΔTに置き換えたバッテリ１０のSOCと上限トルクＴmax-Rの増分値ΔTとの関係が設定されている。
すなわち，図１０において，車体コントローラ３３に記憶されたテーブルには，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）が第１閾値Ｅ1よりも多い間は，上限トルクの増分値ΔＴは第１トルク増分値ΔＴ1で一定となり，SOCが第１閾値Ｅ1から第１閾値Ｅ1よりも低く設定された第２閾値Ｅ2までの間で，上限トルクの増分値ΔＴは第１トルク増分値ΔＴ1から第１トルク増分値ΔＴ1よりも小さく設定された第２トルク増分値ΔＴ2まで減少し，SOCが第２閾値Ｅ2よりも少ない間は，上限トルクの増分値ΔＴは第２トルク増分値ΔＴ2で一定となるように設定されている。
また，好ましくは，上記テーブルは，SOCが第１閾値Ｅ1から第２閾値Ｅ2まで減少する間，上限トルクの増分値ΔＴが第１トルク増分値ΔＴ1から第２トルク増分値ΔＴ2まで連続的に減少するように設定されている。
【0102】
図１１は，第２の実施形態における車体コントローラの処理全体の流れを示すフローチャートである。
【0103】
本実施形態において，車体コントローラ３３は，復帰制御により電動モータ１１の回転数を基準回転数Ｎsetに復帰させるときの上限トルの増分値ΔTを，図１０に示したバッテリ１０のSOCと復帰制御の上限トルクの増分値ΔTとの関係を設定したテーブルに基づいて，図１１のステップＪ１に示すように，所定演算サイクル毎（所定時間毎）に決定し，上限トルクの増分値ΔTを前回演算した上限トルクＴmax-Rに加算することで，復帰制御の上限トルクＴmax-Rを決定する。
また，車体コントローラ３３は，低速回転数制御の上限トルクＴmax-idle（第２上限トルク）に上限トルクＴmax-Rの増分値ΔTを加算して復帰制御の最初の上限トルクＴmax-Rを決定し，その後，上限トルクの増分値ΔTの加算を復帰制御の上限トルクＴmax-Rが通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）に達するまで行う。
ここで，図１０のバッテリのSOCと上限トルクの増分値ΔTとの関係が図６の縦軸のパラメータを復帰制御の上限トルクの増分値ΔTに置き換えたものであるため，所定時間毎に演算される復帰制御の上限トルクＴmax-Rは，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）が第１閾値Ｅ1より多いときよりも少ないときの方が小さくなる。
また，車体コントローラ３３は，低速回転数制御の上限トルクＴmax-idle（第２上限トルク）に上限トルクＴmax-Rの増分値ΔTを加算して復帰制御の最初の上限トルクＴmax-Rを決定し，その後，上限トルクの増分値ΔTの加算を復帰制御の上限トルクＴmax-Rが通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）に達するまで行う。
ここで，図１０のバッテリのSOCと上限トルクの増分値ΔTとの関係が図６の縦軸のパラメータを復帰制御の上限トルクの増分値ΔTに置き換えたものであるため，所定時間毎に演算される復帰制御の上限トルクＴmax-Rは，バッテリ１０のSOC（蓄電残量）が第１閾値Ｅ1より多いときよりも少ないときの方が小さくなる。
【0104】
次いで，車体コントローラ３３は，図１１のステップＫに示すように，その復帰制御の上限トルクＴmax-Rと基準回転数Ｎsetを所定時間毎にインバータ３１に指令し，電動モータ１１の出力トルクを制御する。
【0105】
車体コントローラ３３は，図１１のステップＭに示すように，所定時間毎に復帰制御の上限トルクＴmax-Rが通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）に達したかどうかを判定し，上限トルクの増分値ΔTの加算を上限トルクＴmax-Rが通常制御の上限トルクＴmax-N（第１上限トルク）に達するまで行う。
【0106】
図１２は，バッテリのSOCが第１閾値Ｅ1よりも減少して，例えば第２閾値Ｅ2になった場合の本実施形態の復帰制御における電動モータの出力トルクの変化を，復帰制御を行わない場合と比較して示す図である。
【0107】
本実施形態において，上述したように，所定時間毎に上限トルクの増分値ΔTを演算し，上限トルクが通常制御の上限トルクＴmax-Nに達するまで復帰制御の上限トルクＴmax-Rを演算し，電動モータ１１の出力トルクを制御することにより，図１２に実線ＴＣで示すように，復帰制御の上限トルクＴmax-Rが通常制御の上限トルクＴmax-Nになるまで，電動モータ１１の出力トルクの増加速度を制限しながら電動モータ１１の出力トルクを上昇させることができる。このため，本実施形態においても，基準回転数Ｎsetに復帰する際の電力消費量を少なくすることができる。また，本実施形態によれば，第１の実施形態よりも速やかに通常制御に復帰させることができる。
【0108】
【0109】
図１３及び図１４は，第３の実施形態に係わる電動式油圧ショベルの駆動システムを示す図であり，図１３はバッテリ１０の電力で電動モータ１１を駆動する場合を示し，図１４は外部電源７３の電力でバッテリ１０を充電しながら電動モータ１１を駆動する場合を示している。
【0110】
図１３及び図１４において，本実施形態の駆動システムは，電力供給線７０を介して電力供給線４１に接続され，電力供給線４１に充電器７２を介して外部電源７３に接続可能な給電コネクタ７１を更に備えている。充電器７２は電力供給線７４を介して給電コネクタ７１に接続され，充電器７２は外部電源７３からインバータ３１に電力を供給し，電動モータ１１を駆動しながら，バッテリ１０を充電することができる。
【0111】
図１３において，バッテリ１０のSOCが十分にあるときは，白抜きの矢印７６で示すように，バッテリ１０の電力が電力供給線４１を介してインバータ３１に供給され，インバータ３１により電動モータ１１が駆動される。
【0112】
バッテリ１０のSOCが低下し，バッテリ１０を充電するときは，図１４に示すように，充電器７２を電力供給線７４を介して給電コネクタ７１に接続し，外部電源７３を給電コネクタ７１に接続する。この状態でオペレータが油圧ショベルの始動スイッチをONにすると，２つの白抜きの矢印７７ａ，７７ｂの１つである矢印７７ａで示すように，外部電源７３の電力が充電器７２からバッテリ１０に供給される。このとき，充電器７２はバッテリ１０のSOCに応じた電流を出力し，バッテリ１０を充電し，バッテリ１０の電圧が設定した電圧に達すると，充電が終了する。
【0113】
また，バッテリ１０の充電中に電動モータ１１を駆動した場合は，白抜きの他の１つの矢印７７ｂで示すように，インバータ３１は電動モータ１１の駆動に必要な電流を充電器７２から受け取り，充電器７２の残りの電流でバッテリ１０が充電され，バッテリ１０を充電しながら，電動モータ１１を駆動し，作業を行うことができる。
【0114】
また，第１の実施形態で説明したように，バッテリ１０のSOCが第１閾値Ｅ1以下であるときは，復帰制御の上限トルクＴmax-Rは第１トルクＴ1よりも小さい，例えば第２トルクＴ1であるため（図６差参照），上限トルクＴmax-Rが小さくなった分，バッテリ１０の充電中に駆動される電動モータ１１の消費電力は低減する。第２の実施形態の場合も同様である。このため，バッテリ１０を充電しながら電動モータ１１を駆動するとき，低減した消費電力をバッテリ１０の充電に回すことで，電動モータ１１の消費電力が低減した分，バッテリ１０の充電時間を短縮することができる。
【0115】
このように本実施形態においては，給電コネクタ７１を介して充電器７２及び外部電源７３をインバータ３１とバッテリ１０に接続することにより，バッテリ１０を充電しながら電動モータ１１を駆動することができる。
【0116】
また，バッテリ１０を充電しながら電動モータ１を駆動しても，復帰制御の上限トルクを小さくすることで，電動モータ１１の消費電力は低減するため，電動モータ１１の消費電力が低減した分，バッテリ１０の充電時間を短縮することができる。
【0117】
＜その他＞
１．また，上記実施形態では，電動式建設機械が履帯式の油圧ショベルである場合について説明したが，電動式建設機械は履帯式の油圧ショベル以外の建設機械（例えば，ホイール式の油圧ショベル，油圧クレーン，ホイールローダ等）であってもよい。
１．また，上記実施形態では，電動式建設機械が履帯式の油圧ショベルである場合について説明したが，電動式建設機械は履帯式の油圧ショベル以外の建設機械（例えば，ホイール式の油圧ショベル，油圧クレーン，ホイールローダ等）であってもよい。
【0118】
２．また，上記実施形態では，操作装置２１～２６の操作レバー或いは操作ペダルが操作されているかどうかを検出するのに圧力センサを用いたが，位置センサを用いて操作レバー或いは操作ペダルの操作の有無を検出してもよい。
【0119】
３．更に，上記実施形態では，操作装置２１～２６は，操作信号として操作パイロット圧を生成する油圧パイロット方式であるとしたが，操作装置２１～２６は，操作信号として電気信号を生成する電気レバー方式であってもよい。この場合は，操作装置２１～２６の操作信号（電気信号）を，直接，車体コントローラ３３に送り，車体コントローラ３３はそれらの操作信号から操作の有無を判定すればよい。
【符号の説明】
【0120】
１ａ～１ｈ 複数の油圧アクチュエータ
１０ バッテリ（蓄電装置）
１０ａ バッテリコントローラ（蓄電電残量監視装置）
１１ 電動モータ
１２ 油圧ポンプ
１６ａ～１６ｈ 複数の方向切換弁
２１～２６ 複数の操作装置
３１ インバータ
３２ モータ回転数ダイヤル（回転数指示装置）
３３ 車体コントローラ（コントローラ）
３５ 操作検出装置
３６ モード選択スイッチ
３７ 回転センサ
４１ 電力供給線
７１ 給電コネクタ
７２ 充電器
７３ 外部電源
SOC 充電状態（蓄電残量又は充電率）
Ｔmax-N 通常制御の上限トルク
Ｔmax-idle 低速回転数制御の上限トルク
Ｔmax-R 復帰制御の上限トルク
Ｎset 基準回転数
Ｎidle 所定の低速回転数（低速回転数制御の回転数）
Ｅ1 第１閾値
Ｅ2 第２閾値
Ｔ1 第１トルク
Ｔ2 第２トルク
ΔＴ 上限トルクの増分値
ΔＴ1 第１トルク増分値
ΔＴ2 第２トルク増分値
１０ バッテリ（蓄電装置）
１０ａ バッテリコントローラ（蓄電電残量監視装置）
１１ 電動モータ
１２ 油圧ポンプ
１６ａ～１６ｈ 複数の方向切換弁
２１～２６ 複数の操作装置
３１ インバータ
３２ モータ回転数ダイヤル（回転数指示装置）
３３ 車体コントローラ（コントローラ）
３５ 操作検出装置
３６ モード選択スイッチ
３７ 回転センサ
４１ 電力供給線
７１ 給電コネクタ
７２ 充電器
７３ 外部電源
SOC 充電状態（蓄電残量又は充電率）
Ｔmax-N 通常制御の上限トルク
Ｔmax-idle 低速回転数制御の上限トルク
Ｔmax-R 復帰制御の上限トルク
Ｎset 基準回転数
Ｎidle 所定の低速回転数（低速回転数制御の回転数）
Ｅ1 第１閾値
Ｅ2 第２閾値
Ｔ1 第１トルク
Ｔ2 第２トルク
ΔＴ 上限トルクの増分値
ΔＴ1 第１トルク増分値
ΔＴ2 第２トルク増分値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】