JP2012162860A - Working machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a working machine which contributes to enabling an administrator to determine the time to exchange a battery.SOLUTION: A working machine includes an actuator 3 driven by either driving force of an engine 7 or electric energy stored in a battery 15, or by both of the two. The working machine also has: a level of degradation change calculation section 222 which calculates a change in a future level of degradation of the battery based on a current level of the degradation of the battery; a fuel efficiency improvement rate calculation section 223 which calculates the change in a future fuel efficiency improvement rate by the battery based on the change in the level of degradation; a running cost calculation section 224 which calculates the change in a cumulative running cost for respective cases of exchanging the battery with many different types of exchange cycles based on the change in the fuel efficiency improvement rate; and a monitor 23 which displays the changes in the cumulative running cost calculated for the respective exchange cycles of the battery.

Description

本発明は、原動機の駆動力及び蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーのいずれか一方又は双方によって駆動されるアクチュエータを備える作業機械に関する。   The present invention relates to a work machine including an actuator driven by one or both of a driving force of a prime mover and electrical energy stored in a power storage device.

近年、エンジン(原動機)を蓄電池(バッテリ)やキャパシタ等の蓄電装置と協調させて電気アクチュエータまたは油圧アクチュエータを駆動する作業機械に関する発明がなされている。これらの発明は、本来エンジンで消費される燃料の消費を極力抑えてランニングコストの低減を図ることを目的としている。   2. Description of the Related Art In recent years, inventions relating to work machines that drive an electric actuator or a hydraulic actuator in cooperation with a power storage device such as a storage battery (battery) or a capacitor have been made. An object of these inventions is to reduce the running cost by minimizing the consumption of fuel originally consumed by the engine.

ところで、この種の発明において燃料の消費を抑える(すなわち、燃費を向上させる)には、蓄電池やキャパシタといった蓄電装置が所定の性能を発揮することが不可欠である。しかしながら、蓄電池は使用年数や使用状況によって蓄電性能に劣化が生じる。よって、この種の作業機械を管理する管理者は、その作業機械に内蔵された蓄電池の性能劣化状態を定期的に確認し、劣化の度合いが大きく性能が充分に発揮できない場合には、蓄電池を交換する必要が生じる。   By the way, in this kind of invention, in order to suppress fuel consumption (that is, to improve fuel efficiency), it is essential that a power storage device such as a storage battery or a capacitor exhibits a predetermined performance. However, the storage battery deteriorates in the storage performance depending on the years of use and usage conditions. Therefore, an administrator who manages this type of work machine periodically checks the performance deterioration state of the storage battery built into the work machine, and if the degree of deterioration is large and the performance cannot be sufficiently exhibited, the storage battery is removed. It needs to be replaced.

この種の課題に対して、特開2007−155586号公報や特開2008−256673号公報には、蓄電池の劣化の度合いを診断する手段が開示されており、作業機械や車両の管理者はその診断結果に基づいて蓄電池の交換時期を判断することになっている。   In response to this type of problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-155586 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-256673 disclose means for diagnosing the degree of deterioration of a storage battery, and the manager of a work machine or vehicle The replacement time of the storage battery is to be determined based on the diagnosis result.

特開2007−155586号公報JP 2007-155586 A 特開2008−256673号公報JP 2008-256673 A

しかし、現状、このような用途に使用する蓄電池は一般的に高価であり、管理者は、蓄電池をいつ交換することが経済的にメリットとなるかを判断することは難しい。例えば、劣化の度合いが小さいのに頻繁に蓄電池を交換しては、燃費向上分より蓄電池交換のコストが大きくなる。逆に、劣化の度合いが大きいまま当該車両を使用し続けると、所定の性能が発揮できないために本来の燃費性能が発揮できない。さらに、場合によっては、劣化した蓄電池が他の機器や制御等に悪影響を及ぼし、更なる燃費性能の劣化を引き起こす場合もある。   However, at present, a storage battery used for such an application is generally expensive, and it is difficult for an administrator to determine when it is economically advantageous to replace the storage battery. For example, if the storage battery is frequently replaced even though the degree of deterioration is small, the cost of replacing the storage battery becomes higher than the fuel efficiency improvement. On the other hand, if the vehicle is continuously used while the degree of deterioration is large, the predetermined fuel consumption performance cannot be exhibited and the original fuel consumption performance cannot be exhibited. Furthermore, depending on the case, the deteriorated storage battery may adversely affect other devices and controls, and may cause further deterioration of fuel consumption performance.

本発明の目的は管理者による蓄電池交換時期の判断に資する作業機械を提供することにある。   The objective of this invention is providing the working machine which contributes to judgment of the storage battery replacement time by an administrator.

(1)本発明は、上記目的を達成するために、原動機の駆動力及び蓄電池に蓄えられた電気エネルギーのいずれか一方又は双方によって駆動されるアクチュエータを備える作業機械において、前記蓄電池の現在の劣化度に基づいて将来における当該劣化度の変化を演算する劣化度変化演算手段と、前記劣化度の変化に基づいて将来における前記蓄電池による燃費向上率の変化を演算する燃費向上率変化演算手段と、複数種類のサイクルで前記蓄電池を交換したそれぞれの場合について、将来の所定期間における累積ランニングコストの変化を前記燃費向上率の変化に基づいて算出するランニングコスト演算手段と、前記蓄電池の交換サイクルごとに算出された累積ランニングコストの変化を当該交換サイクルごとに表示する表示装置とを備えるものとする。   (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a working machine including an actuator driven by one or both of a driving force of a prime mover and electric energy stored in a storage battery. A deterioration degree change calculating means for calculating a change in the degree of deterioration in the future based on the degree; a fuel consumption improvement rate change calculating means for calculating a change in the fuel efficiency improvement rate due to the storage battery in the future based on the change in the degree of deterioration; For each case where the storage battery is replaced in a plurality of types of cycles, a running cost calculation means for calculating a change in cumulative running cost in a predetermined future period based on a change in the fuel efficiency improvement rate, and for each replacement cycle of the storage battery A display device that displays the calculated change in cumulative running cost for each replacement cycle. And things.

(2)上記(1)において、好ましくは、前記ランニングコスト演算手段は、蓄電池を備えない標準型作業機械についての前記所定期間における累積ランニングコストの変化をさらに算出し、さらに、当該標準型作業機械の累積ランニングコストと前記蓄電池の交換サイクルごとに算出された累積ランニングコストとの差を算出し、前記表示装置は、前記算出されたランニングコストの差を前記交換サイクルごとに表示するものとする。   (2) In the above (1), preferably, the running cost calculation means further calculates a change in cumulative running cost in the predetermined period for a standard work machine not provided with a storage battery, and further, the standard work machine The difference between the accumulated running cost of the battery and the accumulated running cost calculated for each replacement cycle of the storage battery is calculated, and the display device displays the difference of the calculated running cost for each replacement cycle.

(3)上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記ランニングコスト演算手段は、前記蓄電池を交換しない場合における前記所定期間の累積ランニングコストを前記燃費向上率の変化に基づいてさらに算出し、前記表示装置は、前記蓄電池を交換しない場合における累積ランニングコストをさらに表示するものとする。   (3) In the above (1) or (2), preferably, the running cost calculation means further calculates a cumulative running cost for the predetermined period when the storage battery is not replaced based on a change in the fuel consumption improvement rate. The display device further displays the accumulated running cost when the storage battery is not replaced.

(4)上記(3)において、好ましくは、前記ランニングコスト演算手段は、前記所定期間において、前記蓄電池の交換サイクルごとの累積ランニングコストが前記蓄電池を交換しない場合における累積ランニングコストを下回る時期をさらに算出し、前記表示装置は、当該累積ランニングコストが下回る時期を表示するものとする。   (4) In the above (3), preferably, the running cost calculation means further includes a time during which the cumulative running cost for each replacement cycle of the storage battery is lower than the cumulative running cost when the storage battery is not replaced in the predetermined period. It is calculated and the display device displays a time when the cumulative running cost is lower.

(5)上記(1)から(4)のいずれかにおいて、好ましくは、前記ランニングコスト演算手段の演算結果を外部端末に送信する通信装置をさらに備えるものとする。   (5) In any one of the above (1) to (4), it is preferable to further include a communication device that transmits a calculation result of the running cost calculation means to an external terminal.

本発明によれば、複数種類のサイクルで蓄電池を交換した場合におけるランニングコストを比較検討できるので、蓄電池交換時期を容易に決定できる。   According to the present invention, since the running costs when the storage batteries are replaced in a plurality of types of cycles can be compared, it is possible to easily determine the storage battery replacement time.

本発明の実施の形態に係るハイブリッド油圧ショベルの外観図。1 is an external view of a hybrid excavator according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るハイブリッド油圧ショベルの駆動制御システムの概略図。1 is a schematic diagram of a drive control system for a hybrid excavator according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るバッテリコントローラ22の構成図。The lineblock diagram of battery controller 22 concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るランニングコスト演算部224による累積ランニングコストの演算結果をバッテリ交換サイクルごとに示した図。The figure which showed the calculation result of the accumulated running cost by the running cost calculating part 224 which concerns on embodiment of this invention for every battery exchange cycle. 図4に示した演算結果に基づいて、バッテリ15の交換サイクルごとに算出した累積ランニングコストと、標準型油圧ショベルの累積ランニングコストとの差の変化を折れ線グラフで表示した図。The figure which displayed the change of the difference of the cumulative running cost calculated for every replacement cycle of the battery 15 based on the calculation result shown in FIG. 4, and the cumulative running cost of a standard type hydraulic excavator with a line graph. 本発明の第1の実施の形態に係るモニタ23の表示画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the display screen of the monitor 23 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るバッテリコントローラ22Aと通信装置の構成図。The block diagram of battery controller 22A and the communication apparatus which concern on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態に係るハイブリッド油圧ショベルの外観図である。この図に示す油圧ショベルは、ブーム1a、アーム1b及びバケット1cを有する多関節型の作業装置1Aと、上部旋回体1d及び下部走行体1eを有する車体1Bを備えている。ブーム1aは、上部旋回体1dに回動可能に支持されており、油圧シリンダ(ブームシリンダ)3aにより駆動される。   FIG. 1 is an external view of a hybrid excavator according to an embodiment of the present invention. The hydraulic excavator shown in this figure includes an articulated work device 1A having a boom 1a, an arm 1b, and a bucket 1c, and a vehicle body 1B having an upper swing body 1d and a lower traveling body 1e. The boom 1a is rotatably supported by the upper swing body 1d and is driven by a hydraulic cylinder (boom cylinder) 3a.

アーム1bは、ブーム1aに回動可能に支持されており、油圧シリンダ(アームシリンダ)3bにより駆動される。バケット1cは、アーム1bに回動可能に支持されており、油圧シリンダ(バケットシリンダ)3cにより駆動される。上部旋回体1dは旋回モータ(電動機)16(図2参照)により旋回駆動され、下部走行体1eは左右の走行モータ(油圧モータ)3e,3f(図2参照)により駆動される。油圧シリンダ3a、油圧シリンダ3b、油圧シリンダ3c及び旋回モータ16の駆動は、上部旋回体1dの運転室(キャブ)内に設置され油圧信号を出力する操作装置4A,4B(図2参照)によって制御される。   The arm 1b is rotatably supported by the boom 1a and is driven by a hydraulic cylinder (arm cylinder) 3b. The bucket 1c is rotatably supported by the arm 1b and is driven by a hydraulic cylinder (bucket cylinder) 3c. The upper turning body 1d is driven to turn by a turning motor (electric motor) 16 (see FIG. 2), and the lower traveling body 1e is driven by left and right traveling motors (hydraulic motors) 3e and 3f (see FIG. 2). Driving of the hydraulic cylinder 3a, the hydraulic cylinder 3b, the hydraulic cylinder 3c, and the swing motor 16 is controlled by operating devices 4A and 4B (see FIG. 2) that are installed in the cab of the upper swing body 1d and output a hydraulic signal. Is done.

図2は本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの駆動制御システムの概略図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する(後の図も同様とする)。この図に示す駆動制御システムは、操作装置4A,4Bと、コントロールバルブ(スプール型方向切換弁)5A,5B,5Cと、油圧信号を電気信号に変換する圧力センサ17,18と、インバータ13と、チョッパ14と、バッテリー15と、インバータ12を備えており、制御装置として車体コントローラ(MCU)11、バッテリコントローラ(BCU)22及びエンジンコントローラ(ECU)21を備えている。   FIG. 2 is a schematic diagram of a drive control system for a hydraulic excavator according to the embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the previous figure, and description is abbreviate | omitted (the following figure is also the same). The drive control system shown in this figure includes operating devices 4A and 4B, control valves (spool type directional switching valves) 5A, 5B and 5C, pressure sensors 17 and 18 for converting hydraulic signals into electric signals, an inverter 13, , A chopper 14, a battery 15, and an inverter 12, and a vehicle body controller (MCU) 11, a battery controller (BCU) 22, and an engine controller (ECU) 21 as control devices.

操作装置4A,4Bは、エンジン7に接続されたパイロットポンプ51から供給される作動油を2次圧に減圧して油圧シリンダ3a、油圧シリンダ3b、油圧シリンダ3c及び旋回モータ16を制御するための油圧信号(パイロット圧)を発生する。   The operating devices 4A and 4B are used for controlling the hydraulic cylinder 3a, the hydraulic cylinder 3b, the hydraulic cylinder 3c, and the swing motor 16 by reducing the hydraulic oil supplied from the pilot pump 51 connected to the engine 7 to a secondary pressure. Generates a hydraulic signal (pilot pressure).

操作装置4Aは、油圧シリンダ3aの駆動を制御するコントロールバルブ5Aの受圧部と、油圧シリンダ3bの駆動を制御するコントロールバルブ5Bの受圧部にパイロット管を介して接続されており、操作レバーの傾倒方向に応じて各コントロールバルブ5A,5Bの受圧部に油圧信号を出力する。コントロールバルブ5A,5Bは、操作装置4Aから入力される油圧信号に応じて位置を切り換えられ、油圧ポンプ6から吐出される圧油の流れをその切換位置に応じて制御することで油圧シリンダ3a,3bの駆動を制御する。   The operating device 4A is connected via a pilot pipe to a pressure receiving portion of a control valve 5A that controls the driving of the hydraulic cylinder 3a and a pressure receiving portion of a control valve 5B that controls the driving of the hydraulic cylinder 3b. A hydraulic signal is output to the pressure receiving portion of each control valve 5A, 5B according to the direction. The positions of the control valves 5A and 5B are switched according to the hydraulic signal input from the operating device 4A, and the hydraulic cylinders 3a and 5B are controlled by controlling the flow of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 according to the switching position. The driving of 3b is controlled.

操作装置4Bは、油圧シリンダ3cの駆動を制御するコントロールバルブ5Cの受圧部とパイロット管を介して接続されており、操作レバーの傾倒方向に応じてコントロールバルブ5Cの受圧部に油圧信号を出力する。コントロールバルブ5Cは、操作装置4Bから入力される油圧信号に応じて位置を切り換えられ、油圧ポンプ6から吐出される圧油の流れをその切換位置に応じて制御することで油圧シリンダ3cの駆動を制御する。   The operating device 4B is connected to a pressure receiving portion of a control valve 5C that controls driving of the hydraulic cylinder 3c via a pilot pipe, and outputs a hydraulic pressure signal to the pressure receiving portion of the control valve 5C according to the tilting direction of the operating lever. . The position of the control valve 5C is switched according to the hydraulic signal input from the operating device 4B, and the hydraulic cylinder 3c is driven by controlling the flow of pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 according to the switching position. Control.

また、操作装置4Bは、パイロット管19と、パイロット管20に接続されている。パイロット管19は、上部旋回体1dが左旋回するように旋回モータ16を駆動する油圧信号(圧油)が通過するもので、パイロット管20は、上部旋回体1dが右旋回するように旋回モータ16を駆動する油圧信号(圧油)が通過するものである。パイロット管19には圧力センサ17が取り付けられており、パイロット管20には圧力センサ18が取り付けられている。圧力センサ17,18は、操作装置4Bから出力される油圧信号の圧力を検出してその圧力に対応する電気信号に変換する信号変換手段として機能するもので、変換した電気信号を車体コントローラ11に出力可能に構成されている。圧力センサ17,18から車体コントローラ11に出力された電気信号は、インバータ13を介して旋回モータ16(電動アクチュエータ)の駆動を制御する操作信号として利用される。   Further, the operating device 4B is connected to the pilot pipe 19 and the pilot pipe 20. The pilot pipe 19 passes a hydraulic signal (pressure oil) that drives the turning motor 16 so that the upper turning body 1d turns left, and the pilot pipe 20 turns so that the upper turning body 1d turns right. A hydraulic signal (pressure oil) for driving the motor 16 passes therethrough. A pressure sensor 17 is attached to the pilot pipe 19, and a pressure sensor 18 is attached to the pilot pipe 20. The pressure sensors 17 and 18 function as signal conversion means for detecting the pressure of the hydraulic signal output from the operating device 4B and converting it into an electrical signal corresponding to the pressure. The converted electrical signal is sent to the vehicle body controller 11. It is configured to allow output. The electrical signals output from the pressure sensors 17 and 18 to the vehicle body controller 11 are used as operation signals for controlling the driving of the turning motor 16 (electric actuator) via the inverter 13.

コントロールバルブ5E,5Fの受圧部はパイロット管を介して運転室内に設置された走行操作装置(図示せず)と接続されている。コントロールバルブ5E,5Fは、当該走行操作装置から入力される油圧信号に応じて位置を切り換えられ、油圧ポンプ6から吐出される圧油の流れをその切換位置に応じて制御することで走行モータ3e,3fの駆動を制御する。   The pressure receiving portions of the control valves 5E and 5F are connected to a travel operation device (not shown) installed in the cab via a pilot pipe. The control valves 5E and 5F are switched in position in accordance with a hydraulic signal input from the travel operation device, and the travel motor 3e is controlled by controlling the flow of pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 in accordance with the switching position. , 3f are controlled.

車体コントローラ(MCU)11は、圧力センサ17,18から入力される電気信号に基づいてインバータ13を介して旋回モータ16の駆動を制御する役割を有する。具体的には、圧力センサ17から電気信号が入力されたときにはその電気信号に対応した速度で上部旋回体1dを左旋回させ、圧力センサ18から電気信号が入力されたときにはその電気信号に対応した速度で上部旋回体1dを右旋回させる。また、車体コントローラ11は、上部旋回体1dの旋回制動時には旋回モータ16から電気エネルギーを回収する動力回生制御も行う。そして、その動力回生制御時に発生した回生電力や、動力変換機(発電電動機)10によって発生された電力の余剰電力(例えば、油圧ポンプ6の負荷が軽い場合等)をバッテリ15に充電する制御も行う。   The vehicle body controller (MCU) 11 has a role of controlling the driving of the turning motor 16 via the inverter 13 based on the electric signal input from the pressure sensors 17 and 18. Specifically, when an electrical signal is input from the pressure sensor 17, the upper swing body 1 d is turned left at a speed corresponding to the electrical signal, and when an electrical signal is input from the pressure sensor 18, it corresponds to the electrical signal. The upper swing body 1d is turned right at a speed. The vehicle body controller 11 also performs power regeneration control for recovering electrical energy from the turning motor 16 during the turning braking of the upper turning body 1d. The battery 15 is also charged with regenerative electric power generated during the power regenerative control or surplus electric power generated by the power converter (generator motor) 10 (for example, when the load of the hydraulic pump 6 is light). Do.

また、車体コントローラ11は、エンジンコントローラ21から入力されるエンジン7の燃料噴射量データを累積することで作業機械における燃料消費量の実績値を演算している。これにより、車体コントローラ11は、所定期間(例えば1日、1ヶ月又は1年)における燃料消費量を演算することができる。本実施の形態における車体コントローラ11は、累積燃料消費量を作業機械の稼働日数で除して算出される1日の平均燃料消費量をさらに演算しており、その演算結果をBCU22に出力している。   The vehicle body controller 11 calculates the actual value of the fuel consumption amount in the work machine by accumulating the fuel injection amount data of the engine 7 input from the engine controller 21. Thereby, the vehicle body controller 11 can calculate the fuel consumption amount in a predetermined period (for example, one day, one month, or one year). The vehicle body controller 11 in the present embodiment further calculates the average daily fuel consumption calculated by dividing the cumulative fuel consumption by the number of working machine days, and outputs the calculation result to the BCU 22. Yes.

エンジンコントローラ(ECU)21は、オペレータによってエンジン7の目標回転数が入力されるエンジン回転数指令装置(例えば、エンジンコントロールダイヤル(図示せず))からの指令に従って、エンジン7が当該目標回転数で回転するように燃料噴射量とエンジン回転数を制御する部分である。また、エンジンコントローラ21は、車体コントローラ11と接続されており、車体コントローラ11にエンジン7の燃料噴射量データを出力している。   The engine controller (ECU) 21 controls the engine 7 at the target rotational speed according to a command from an engine rotational speed command device (for example, an engine control dial (not shown)) to which the target rotational speed of the engine 7 is input by an operator. This is the part that controls the fuel injection amount and the engine speed so as to rotate. The engine controller 21 is connected to the vehicle body controller 11 and outputs fuel injection amount data of the engine 7 to the vehicle body controller 11.

エンジン(原動機)7の出力軸には動力変換機(発電電動機)10が連結されており、動力変換機10の出力軸には油圧ポンプ6とパイロットポンプ51が接続されている。   A power converter (generator motor) 10 is connected to an output shaft of the engine (prime mover) 7, and a hydraulic pump 6 and a pilot pump 51 are connected to the output shaft of the power converter 10.

動力変換機10は、エンジン7の駆動力及びバッテリ15に蓄えられた電気エネルギーのいずれか一方又は双方によって油圧アクチュエータ3a,3b,3c,3e,3fを駆動している。動力変換機10は、インバータ12を介してインバータ13及びチョッパ14と接続されており、エンジン7の動力を電気エネルギーに変換してインバータ12,13に出力する発電機として機能し、さらに、バッテリ15に蓄えられた電気エネルギーの一部を利用して油圧ポンプ6をアシスト駆動する電動機として機能する。   The power converter 10 drives the hydraulic actuators 3 a, 3 b, 3 c, 3 e, 3 f by either or both of the driving force of the engine 7 and the electric energy stored in the battery 15. The power converter 10 is connected to the inverter 13 and the chopper 14 via the inverter 12, functions as a generator that converts the power of the engine 7 into electric energy and outputs the electric energy to the inverters 12, 13, and a battery 15. It functions as an electric motor that assists the hydraulic pump 6 by using a part of the electric energy stored in the motor.

油圧ポンプ6は、油圧アクチュエータ3a,3b,3c,3e,3fに圧油を供給するメインのポンプであり、パイロットポンプ51は、操作装置4A,4B及び走行操作装置を介してコントロールバルブ5A,5B,5C,5D,5E,5Fにパイロット圧として出力される圧油を供給する。なお、油圧ポンプ6に接続される油圧管路にはリリーフ弁8が設置されており、リリーフ弁8はその管路内の圧力が過度に上昇した場合にタンク9に圧油を逃がす。   The hydraulic pump 6 is a main pump that supplies pressure oil to the hydraulic actuators 3a, 3b, 3c, 3e, and 3f. The pilot pump 51 includes control valves 5A and 5B via the operation devices 4A and 4B and the travel operation device. , 5C, 5D, 5E and 5F are supplied with pressure oil output as pilot pressure. A relief valve 8 is installed in the hydraulic line connected to the hydraulic pump 6, and the relief valve 8 allows pressure oil to escape to the tank 9 when the pressure in the line rises excessively.

インバータ12は、動力変換機10の回転速度及びトルクを制御するもので、バッテリ15からの電気エネルギーにより、動力変換機10に電力を供給して油圧ポンプ6をアシスト駆動する。インバータ13は、旋回モータ16の回転速度を制御するもので、動力変換機10から出力される電力またはバッテリ15の電気エネルギーを旋回モータ16に供給する。   The inverter 12 controls the rotational speed and torque of the power converter 10, and supplies electric power to the power converter 10 by electric energy from the battery 15 to assist the hydraulic pump 6. The inverter 13 controls the rotational speed of the swing motor 16, and supplies the power output from the power converter 10 or the electric energy of the battery 15 to the swing motor 16.

バッテリ15は、チョッパ14を介して電圧を調整し、インバータ12,13に電力を供給したり、動力変換機10が発生した電気エネルギーや旋回モータ16からの電気エネルギーを蓄えたりする部分である。本実施の形態では、バッテリ15からバッテリコントローラ22へは内部抵抗値が出力されており、バッテリコントローラ22は当該内部抵抗値に基づいてバッテリ15の劣化度を演算している。   The battery 15 is a part that adjusts the voltage via the chopper 14 to supply electric power to the inverters 12 and 13 and stores the electric energy generated by the power converter 10 and the electric energy from the turning motor 16. In the present embodiment, an internal resistance value is output from the battery 15 to the battery controller 22, and the battery controller 22 calculates the degree of deterioration of the battery 15 based on the internal resistance value.

バッテリコントローラ(BCU)22は、バッテリ15の内部抵抗等の計測値からバッテリ15の劣化度を演算するとともに、車体コントローラ11で演算した当該作業機械の燃料消費量のデータ及びバッテリ費等に基づいて作業機械のランニングコストを演算し、その結果をモニタ(表示装置)23に適宜表示する機能を有する。   The battery controller (BCU) 22 calculates the degree of deterioration of the battery 15 from a measured value such as the internal resistance of the battery 15, and based on the fuel consumption data and battery cost of the work machine calculated by the vehicle body controller 11. It has a function of calculating the running cost of the work machine and displaying the result on the monitor (display device) 23 as appropriate.

図3は本発明の第1の実施の形態に係るバッテリコントローラ22の構成図である。この図に示すバッテリコントローラ22は、劣化度診断部(劣化度診断手段)221と、劣化度変化演算部(劣化度変化演算手段)222と、燃費向上率変化演算部(燃費向上率変化演算手段)223と、ランニングコスト演算部(ランニングコスト演算手段)224と、表示データ生成部(表示データ生成手段)225と、表示データ出力部(表示データ出力手段)226を備えている。   FIG. 3 is a configuration diagram of the battery controller 22 according to the first embodiment of the present invention. The battery controller 22 shown in this figure includes a deterioration degree diagnosis unit (deterioration degree diagnosis unit) 221, a deterioration degree change calculation unit (deterioration degree change calculation unit) 222, and a fuel consumption improvement rate change calculation unit (fuel consumption improvement rate change calculation unit). ) 223, a running cost calculation unit (running cost calculation unit) 224, a display data generation unit (display data generation unit) 225, and a display data output unit (display data output unit) 226.

劣化度診断部221は、現在のバッテリ15の劣化度(%)を演算する部分であり、演算した劣化度を劣化度変化演算部222に出力している。本実施の形態では、劣化度はバッテリの劣化とともに0から100%まで増加するものとし、劣化度が100%に達したときにバッテリの寿命が尽きるものとする。また、本実施の形態における劣化度診断部221は、バッテリ15の内部抵抗値に基づいて劣化度を演算している。バッテリの劣化度の演算する際には、公知の方法(例えば、特開2008−256673号公報(特許文献2)参照)を利用すれば良く、ここでは詳細な説明については省略する。   The deterioration degree diagnosis unit 221 is a part that calculates the current deterioration degree (%) of the battery 15, and outputs the calculated deterioration degree to the deterioration degree change calculation unit 222. In the present embodiment, it is assumed that the degree of deterioration increases from 0 to 100% with the deterioration of the battery, and the life of the battery is exhausted when the degree of deterioration reaches 100%. Further, the deterioration degree diagnosis unit 221 in the present embodiment calculates the deterioration degree based on the internal resistance value of the battery 15. When calculating the degree of deterioration of the battery, a known method (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-256673 (Patent Document 2)) may be used, and detailed description thereof is omitted here.

劣化度変化演算部222は、劣化度診断部221から入力される現在の劣化度に基づいて将来における劣化度の変化(劣化度変化)を演算する部分であり、演算した劣化度変化を燃費向上率変化演算部223に出力している。   The deterioration degree change calculation unit 222 is a part that calculates a change in the future deterioration degree (deterioration degree change) based on the current deterioration degree input from the deterioration degree diagnosis unit 221, and improves the fuel consumption by the calculated deterioration degree change. This is output to the rate change calculation unit 223.

本実施の形態における劣化度変化演算部222は、劣化度診断部221で算出した劣化度に基づいてバッテリの寿命年数を推定し、当該寿命年数に基づいて1年ごと劣化度の増加分を推定することで劣化度変化を演算している。例えば、劣化の無い初期状態から起算してバッテリの寿命が4年であると推定されるときには、当該バッテリの劣化度は1年ごとに25%増加すると算出することができ、その算出結果が劣化度変化となる。なお、劣化度変化を算出する際には、算出結果の精度を向上させる観点から、作業機械のユーザの利用実績(例えば、ユーザごとの劣化度及び劣化度変化の実績値や、所定期間(例えば1日)における作業機械の平均稼働時間等)を記憶しておき、当該利用実績に基づいて適宜補正を加えても良い。   Deterioration degree change calculation section 222 in the present embodiment estimates the battery life years based on the deterioration degree calculated by deterioration degree diagnosis section 221 and estimates the increase in deterioration degree every year based on the life years. By doing so, the deterioration degree change is calculated. For example, when it is estimated that the battery life is 4 years from the initial state without deterioration, the deterioration degree of the battery can be calculated to increase by 25% every year, and the calculation result is deteriorated. The degree will change. When calculating the deterioration degree change, from the viewpoint of improving the accuracy of the calculation result, the usage record of the user of the work machine (for example, the deterioration value for each user and the actual value of the deterioration degree change, or a predetermined period (for example, The average operating time etc. of the work machine on the 1st) may be stored, and a correction may be made as appropriate based on the usage record.

燃費向上率変化演算部223は、劣化度変化演算部222から入力される劣化度変化に基づいて将来におけるバッテリ15による燃費向上率(%)の変化を演算する部分であり、演算した燃費向上率変化をランニングコスト演算部224に出力している。ここで、燃費向上率とは、電動駆動用のバッテリ(蓄電池)を備えない作業機械(以下、標準型作業機械と称することがある)に対する燃料消費量の向上率を示すものとし、燃費向上率変化演算部223は所定の期間(例えば、バッテリの寿命が尽きるまでの間)における燃費向上率の変化の態様を演算する。   The fuel efficiency improvement rate change calculation unit 223 is a part that calculates a change in the fuel efficiency improvement rate (%) by the battery 15 in the future based on the deterioration level change input from the deterioration level change calculation unit 222. The calculated fuel efficiency improvement rate The change is output to the running cost calculation unit 224. Here, the fuel consumption improvement rate indicates a fuel consumption improvement rate with respect to a work machine (hereinafter, also referred to as a standard work machine) that does not include a battery (storage battery) for electric drive. The change calculation unit 223 calculates a mode of change in the fuel efficiency improvement rate during a predetermined period (for example, until the battery life is exhausted).

本実施の形態における燃費向上率変化演算部223では、演算を簡潔に行う観点から、劣化度変化演算部222で推定したバッテリの寿命年数でもって劣化の無い初期状態(すなわち、劣化度が0%のとき)における燃費向上率を除することで燃費向上率変化を算出している(すなわち、寿命が尽きたときには燃費向上率が0%に到達すると想定し、1年ごとの燃費向上率の減少分を算出している)。例えば、初期状態における燃費向上率が20%であり、バッテリの寿命が4年である場合には、毎年5%ずつ燃費向上率が減少するように変化し、4年後に0%に到達することになる。なお、本実施の形態のように燃費向上率変化を算出する場合において、初期状態における燃費向上率はバッテリコントローラ22の記憶装置(ROM等)に記憶されているものとする。また、初期状態における燃費向上率は、バッテリごとに定められる平均的な初期設定値を当該記憶装置に記憶して利用しても良いし、作業機械のユーザごとの燃費向上率の実績値を鑑みて当該初期設定値を個別に補正して算出しても良い。   In the fuel efficiency improvement rate change calculation unit 223 in the present embodiment, from the viewpoint of simple calculation, an initial state in which there is no deterioration based on the battery life years estimated by the deterioration level change calculation unit 222 (that is, the deterioration level is 0%). The change in the fuel efficiency improvement rate is calculated by dividing the fuel efficiency improvement rate at the time of the fuel consumption (that is, assuming that the fuel efficiency improvement rate reaches 0% when the service life is exhausted) Minutes). For example, when the fuel efficiency improvement rate in the initial state is 20% and the battery life is 4 years, the fuel efficiency improvement rate changes by 5% every year and reaches 0% after 4 years. become. In the case of calculating the fuel efficiency improvement rate change as in the present embodiment, it is assumed that the fuel efficiency improvement rate in the initial state is stored in a storage device (ROM or the like) of the battery controller 22. Further, the fuel efficiency improvement rate in the initial state may be used by storing an average initial setting value determined for each battery in the storage device, or in view of the actual value of the fuel efficiency improvement rate for each user of the work machine. Thus, the initial setting value may be individually corrected and calculated.

また、本実施の形態では、ユーザごとの燃料消費量の実績値を考慮する観点から、車体コントローラ11から出力される燃費消費量の実績値の変化に基づいて、燃費向上率変化を補正している。このように燃費向上率変化を補正すると、ユーザごとの作業機械の利用形態に即した燃費向上率を算出することができるので、後に続くランニングコストの演算(後述)の精度を向上させることができる。   Further, in the present embodiment, from the viewpoint of considering the actual value of fuel consumption for each user, the fuel efficiency improvement rate change is corrected based on the change of the actual value of fuel consumption output from the vehicle body controller 11. Yes. By correcting the fuel efficiency improvement rate change in this way, it is possible to calculate the fuel efficiency improvement rate in accordance with the usage form of the work machine for each user, so that it is possible to improve the accuracy of the subsequent running cost calculation (described later). .

ランニングコスト演算部224は、燃費向上率変化演算部223で算出された燃費向上率変化に基づいて将来の所定期間における累積ランニングコストの変化を演算する部分であり、より具体的には、複数種類のサイクルでバッテリ15を交換したそれぞれの場合について所定期間の累積ランニングコストの変化を演算している。例えば、本実施の形態では、後述するように、初期状態から8年経過するまでの間の期間について、1年ごと、2年ごと、3年ごとに定期的にバッテリを交換した場合や、バッテリを交換しなかった場合等について、累積ランニングコストの変化をそれぞれ算出している。ランニングコスト演算部224においてバッテリ15の交換サイクルごとに演算された各累積ランニングコストの変化は、表示データ生成部に出力される。   The running cost calculation unit 224 is a part that calculates the change in the accumulated running cost in a predetermined future period based on the change in the fuel consumption improvement rate calculated by the fuel consumption improvement rate change calculation unit 223. More specifically, the running cost calculation unit 224 For each case where the battery 15 is replaced in this cycle, the change in the accumulated running cost for a predetermined period is calculated. For example, in the present embodiment, as will be described later, regarding a period until eight years have passed since the initial state, the battery is periodically replaced every year, every two years, every three years, The change in the accumulated running cost is calculated for each case where no change is made. Changes in the accumulated running cost calculated for each replacement cycle of the battery 15 in the running cost calculation unit 224 are output to the display data generation unit.

ランニングコスト演算部224で算出される累積ランニングコストの変化には、少なくとも所定期間における累積燃料費と累積バッテリ費(バッテリ購入費)が含まれているものとする。ここで、所定期間における燃料費の変化は、燃費向上率変化演算部223で算出した燃費向上率変化と、標準型作業機械における所定期間の燃料消費量又は現在の燃料消費量とを利用すれば算出することができる。また、バッテリ交換に伴うバッテリ費は、設定値として記憶装置に記憶された値を利用すれば良く、バッテリ15の交換時に当該設定値をバッテリ費としてランニングコストに加算すれば良い。   It is assumed that the change in the accumulated running cost calculated by the running cost calculation unit 224 includes at least the accumulated fuel cost and the accumulated battery cost (battery purchase cost) in a predetermined period. Here, the change in the fuel cost in the predetermined period can be obtained by using the change in the fuel consumption improvement rate calculated by the fuel consumption improvement rate change calculating unit 223 and the fuel consumption amount in the predetermined period or the current fuel consumption amount in the standard work machine. Can be calculated. Further, the battery cost associated with the battery replacement may be a value stored in the storage device as the set value, and the set value may be added to the running cost as the battery cost when the battery 15 is replaced.

表示データ生成部225は、ランニングコスト演算部224で算出された累積ランニングコストの変化をモニタ(表示装置)23に表示するためのデータ(モニタデータ)を生成する部分であり、生成したデータを表示データ出力部226に出力している。本実施の形態における表示データ生成部225は、バッテリ15の交換サイクルごとにランニングコスト演算部224で演算した各ランニングコストの演算結果を表形式又はグラフ形式で表示するためのモニタデータを生成している。   The display data generation unit 225 is a part that generates data (monitor data) for displaying the change in the accumulated running cost calculated by the running cost calculation unit 224 on the monitor (display device) 23, and displays the generated data. The data is output to the data output unit 226. The display data generation unit 225 in the present embodiment generates monitor data for displaying the calculation result of each running cost calculated by the running cost calculation unit 224 for each replacement cycle of the battery 15 in a table format or a graph format. Yes.

表示データ出力部226は、表示データ生成部225で生成されたモニタデータをモニタ23に出力する部分であり、モニタ23と接続されている。   The display data output unit 226 is a part that outputs the monitor data generated by the display data generation unit 225 to the monitor 23, and is connected to the monitor 23.

ここで、上記のように構成される作業機械において、バッテリ15の性能劣化と燃費性能について以下のような仮定をし、バッテリ15を交換すべき時期を検討するシミュレーション例を示す。   Here, in the work machine configured as described above, a simulation example is shown in which the following assumptions are made about the performance deterioration and fuel consumption performance of the battery 15 and the time when the battery 15 should be replaced is examined.

まず、標準型油圧ショベルについて、下記の条件a),b),c)が成立すると仮定すると、標準型油圧ショベルを用いた場合の1年間の燃料費は480万円(=240(日)×200(L/日)×100(円))となる。
a)1年間の油圧ショベル稼働日数:240日
b)1日の燃料(軽油)消費量 :200L/日
c)燃料(軽油)の単価 :100円/L
この条件のとき、本実施の形態に係るバッテリコントローラ22における劣化度診断部221が、現在のバッテリ15の劣化度が0%(すなわち、初期状態)であると演算し、劣化度変化演算部222が当該劣化度に基づいてバッテリの寿命年数は4年であり、劣化度が1年ごとに25%ずつ増加するように変化すると演算したとする。ここで、劣化度が0%のときにおける燃費向上率(初期燃費向上率)が20%であるとバッテリコントローラ22の記憶装置に記憶されていたとすると、燃費向上率変化演算部223は、その初期燃費向上率をバッテリ15の寿命年数である4年で除して、毎年5%ずつ減少するように燃費向上率が変化すると演算する。
First, assuming that the following conditions a), b), and c) are satisfied for a standard hydraulic excavator, the fuel cost for one year when using the standard hydraulic excavator is 4.8 million yen (= 240 (days) × 200 (L / day) × 100 (yen)).
a) Hydraulic excavator operating days for one year: 240 days b) Daily fuel (light oil) consumption: 200 L / day c) Unit price of fuel (light oil): 100 yen / L
Under this condition, the deterioration degree diagnosis unit 221 in the battery controller 22 according to the present embodiment calculates that the current deterioration degree of the battery 15 is 0% (that is, the initial state), and the deterioration degree change calculation unit 222. However, based on the degree of deterioration, it is assumed that the battery has a service life of 4 years and that the degree of deterioration changes so as to increase by 25% every year. Here, assuming that the fuel efficiency improvement rate (initial fuel efficiency improvement rate) when the degree of deterioration is 0% is stored in the storage device of the battery controller 22, the fuel efficiency improvement rate change calculation unit 223 has the initial value. Dividing the fuel efficiency improvement rate by 4 years, which is the life of the battery 15, calculates that the fuel efficiency improvement rate changes so as to decrease by 5% every year.

図4は本発明の実施の形態に係るランニングコスト演算部224による累積ランニングコストの演算結果をバッテリ交換サイクルごとに示した図である。この図に示すように、ランニングコスト演算部224は、上記のように算出した燃費向上率変化に基づいて、バッテリ15を1年ごと、2年ごと、3年ごとに交換した場合について、累積ランニングコスト(累積燃料費+累積バッテリ費)の変化を演算する。そして、表示データ生成部225及び表示データ出力部226は、このランニングコスト演算部224の演算結果を図4に示す表形式でモニタ23に表示する(図4の表における各セル内の1段目に示した数値が累積ランニングコストである)。なお、ここでは、バッテリ費は1回の交換につき100万円とし、初期状態から8年間の累積ランニングコストの変化について演算している。また、ここではハイブリッド油圧ショベルと標準型油圧ショベルの購入費(イニシャルコスト)の差は考慮していない。   FIG. 4 is a diagram showing a calculation result of the accumulated running cost by the running cost calculation unit 224 according to the embodiment of the present invention for each battery replacement cycle. As shown in this figure, the running cost calculation unit 224 performs cumulative running when the battery 15 is replaced every year, every two years, or every three years, based on the fuel efficiency improvement rate change calculated as described above. The change in cost (cumulative fuel cost + cumulative battery cost) is calculated. Then, the display data generation unit 225 and the display data output unit 226 display the calculation results of the running cost calculation unit 224 on the monitor 23 in the table format shown in FIG. 4 (the first level in each cell in the table of FIG. 4). Is the cumulative running cost). Here, the battery cost is 1 million yen per replacement, and the change in the accumulated running cost for 8 years from the initial state is calculated. In addition, the difference between the purchase cost (initial cost) of the hybrid excavator and the standard excavator is not considered here.

このようにバッテリ15の交換サイクルごとに累積ランニングコストの変化を算出し、当該算出結果を交換サイクルごとにモニタ23に表示すると、複数種類のサイクルでバッテリ交換した場合におけるランニングコストを比較検討することができるので、事業計画を勘案しながら、どのような交換サイクルに従ってバッテリ15を交換するとランニングコストを抑制することができるかを容易に判断することができる。したがって、本実施の形態によれば、バッテリ15の交換時期(交換サイクル)を容易に決定することができる。   In this way, when the change in the accumulated running cost is calculated for each replacement cycle of the battery 15 and the calculation result is displayed on the monitor 23 for each replacement cycle, the running cost when the battery is replaced in a plurality of types of cycles is compared and examined. Therefore, it is possible to easily determine in what replacement cycle the battery 15 can be replaced to reduce the running cost while taking into account the business plan. Therefore, according to the present embodiment, the replacement time (exchange cycle) of battery 15 can be easily determined.

ところで、本実施の形態のランニングコスト演算部224は、電動駆動用のバッテリ15を備えない標準型油圧ショベル(標準型機械(図4では標準型機と省略))についても、記憶装置に記憶された標準型油圧ショベルの1年間の燃料費に基づいて、将来の所定期間における累積ランニングコスト(累積燃料費)の変化を算出しており、表示データ生成部225及び表示データ出力部226は、その算出した累積ランニングコストについてもモニタ23に表示している。このように標準型油圧ショベルについての累積ランニングコストを表示すると、どの交換サイクルに従ってバッテリ15を交換すれば標準型油圧ショベルよりもランニングコストを抑制できるかということを容易に判断することができる。   By the way, the running cost calculation unit 224 of the present embodiment is also stored in the storage device for a standard hydraulic excavator (standard machine (abbreviated as a standard machine in FIG. 4)) that does not include the battery 15 for electric drive. Based on the one-year fuel cost of the standard excavator, the change in cumulative running cost (cumulative fuel cost) in a predetermined period in the future is calculated. The display data generation unit 225 and the display data output unit 226 The calculated cumulative running cost is also displayed on the monitor 23. When the accumulated running cost for the standard hydraulic excavator is displayed in this manner, it can be easily determined whether the running cost can be suppressed as compared with the standard hydraulic excavator by replacing the battery 15 according to which replacement cycle.

また、本実施の形態では、その算出した標準型油圧ショベルの累積ランニングコストと、バッテリ15の交換サイクルごとに算出したハイブリッド油圧ショベルの累積ランニングコストとの差を算出しており、表示データ生成部225及び表示データ出力部226は、ランニングコスト演算部224が算出したそのランニングコストの差についても、図4の各セル内の2段目の括弧内の数値に示したように、モニタ23に表示している。すなわち、括弧内の数値がマイナスであれば比較対象よりランニングコストがかかっておらず、逆に括弧内の数値がプラスであれば比較対象よりもランニングコストがかかっていることになる。このように標準型油圧ショベルとのランニングコストの差を表示すると、どの交換サイクルに従ってバッテリ15を交換すれば標準型油圧ショベルよりもランニングコストを抑制できるかということについて、さらに容易に判断することができる。   Further, in the present embodiment, the difference between the calculated cumulative running cost of the standard hydraulic excavator and the cumulative running cost of the hybrid excavator calculated for each replacement cycle of the battery 15 is calculated, and the display data generating unit The display data output unit 226 and the display data output unit 226 also display the difference in the running cost calculated by the running cost calculation unit 224 on the monitor 23 as shown by the numerical value in the second bracket in each cell in FIG. is doing. That is, if the numerical value in the parenthesis is negative, the running cost is not higher than the comparison target. Conversely, if the numerical value in the parenthesis is positive, the running cost is higher than the comparative target. When the difference in running cost from the standard hydraulic excavator is displayed in this way, it can be more easily determined whether the running cost can be suppressed as compared with the standard hydraulic excavator by replacing the battery 15 according to which replacement cycle. it can.

図4に示した例では、バッテリ15を1年ごとに交換していては、バッテリ費が燃費向上分よりも高くなり、最初の1年間から燃料費で得した分をバッテリ費が食いつぶし損をする。一方、バッテリ15を2年又は3年ごとに交換する場合は、バッテリ交換直後は燃費向上分を少し食いつぶすものの、その後においての燃費向上分がバッテリ費をカバーして、標準型油圧ショベルを使用した場合よりも年を追って得になる。しかし、4年目まではバッテリ15を交換しない方が得であることがわかる。管理者はこのデータに基づいて、当該作業機械を何年で手放すかを想定した上でバッテリ15の最適な交換時期を決めることができる。例えば、5年使って作業機械を手放すのであれば、3年後にバッテリを交換すると得であると判断できる。すなわち、このように累積ランニングコストを示せば、バッテリ交換に伴うコスト増加分を、バッテリ交換に伴う燃費性能向上による燃料費減少分が上回る時期を分かりやすく表示することができる。   In the example shown in FIG. 4, if the battery 15 is replaced every year, the battery cost becomes higher than the fuel efficiency improvement, and the battery cost is lost due to the fuel cost obtained from the first year. To do. On the other hand, when the battery 15 is replaced every two or three years, the fuel consumption improvement is consumed a little immediately after the battery replacement, but the fuel consumption after that covers the battery cost, and a standard hydraulic excavator was used. You will get better year after year. However, it can be seen that it is better not to replace the battery 15 until the fourth year. Based on this data, the manager can determine the optimum replacement time of the battery 15 on the assumption of how many years the work machine will be released. For example, if the work machine is released after 5 years, it can be determined that it is advantageous to replace the battery after 3 years. In other words, when the cumulative running cost is shown in this way, it is possible to display in an easy-to-understand manner the time when the increase in cost due to battery replacement exceeds the decrease in fuel cost due to the improvement in fuel efficiency associated with battery replacement.

なお、本実施の形態におけるランニングコスト演算部224は、比較対象(標準型油圧ショベル)よりも累積ランニングコストが下回る時期を算出しており、表示データ生成部225及び表示データ出力部226は、その算出結果に基づいて比較対象よりもランニングコストが下回る時期の数値に下線を付して、他の数値よりも目立つようにモニタ23に表示している。このようにランニングコストが比較対象を下回る時期を強調表示すると、バッテリ交換サイクルを決定する者が、ランニングコストが比較対象よりも安くなる時期をさらに一層容易に認識できるようになっている。また、本実施の形態では数値に下線を付して強調表示したが、図形を表示したり、文字の大きさ、色又は太さ等を変更したりして強調表示しても同様の効果が得られることは良いことは言うまでもない。   Note that the running cost calculation unit 224 in the present embodiment calculates a time when the cumulative running cost is lower than the comparison target (standard hydraulic excavator), and the display data generation unit 225 and the display data output unit 226 Based on the calculation result, the numerical value at the time when the running cost is lower than the comparison target is underlined and displayed on the monitor 23 so as to stand out from the other numerical values. When the time when the running cost is lower than the comparison target is highlighted as described above, the person who decides the battery replacement cycle can more easily recognize the time when the running cost is lower than the comparison target. In this embodiment, the numerical value is underlined and highlighted. However, the same effect can be obtained by displaying a figure or changing the size, color, or thickness of a character. Needless to say, what you get is good.

また、本実施の形態のランニングコスト演算部224は、バッテリ15を交換しない場合についても、燃費向上率変化演算部223で算出された燃費向上率変化に基づいて将来の所定期間における累積ランニングコストを算出しており、表示データ生成部225及び表示データ出力部226は、その算出した累積ランニングコストについてもモニタ23に表示している。このようにバッテリ15を交換しない場合の累積ランニングコストを表示すると、どの交換サイクルに従ってバッテリ15を交換すればバッテリ15を交換しない場合よりもランニングコストを抑制できるかということを容易に判断することができる。   Further, the running cost calculation unit 224 of the present embodiment also calculates the accumulated running cost in a predetermined future period based on the fuel efficiency improvement rate change calculated by the fuel efficiency improvement rate change calculation unit 223 even when the battery 15 is not replaced. The display data generation unit 225 and the display data output unit 226 also display the calculated accumulated running cost on the monitor 23. Thus, when the accumulated running cost when the battery 15 is not replaced is displayed, it can be easily determined whether the running cost can be suppressed when the battery 15 is replaced according to which replacement cycle the battery 15 is not replaced. it can.

さらに、本実施の形態では、その算出したバッテリ15を交換しない場合の累積ランニングコストと、バッテリ15の交換サイクルごとに算出したハイブリッド油圧ショベルの累積ランニングコストとの差を算出しており、表示データ生成部225及び表示データ出力部226は、ランニングコスト演算部224が算出したそのランニングコストの差についても、図4の各セル内の3段目の括弧内の数値に示したように、モニタ23に表示している。このようにランニングコストの差を表示すると、どの交換サイクルに従ってバッテリ15を交換すればバッテリ15を交換しない場合よりもランニングコストを抑制できるかということについて、さらに容易に判断することができる。   Further, in the present embodiment, the difference between the accumulated running cost when the calculated battery 15 is not replaced and the accumulated running cost of the hybrid excavator calculated for each replacement cycle of the battery 15 is calculated. The generation unit 225 and the display data output unit 226 also monitor the difference between the running costs calculated by the running cost calculation unit 224 as shown in the numerical values in the third bracket in each cell in FIG. Is displayed. When the difference in running cost is displayed in this way, it can be determined more easily whether the running cost can be suppressed when the battery 15 is replaced according to which replacement cycle than when the battery 15 is not replaced.

なお、本実施の形態では、先の場合と同様に、ランニングコストが比較対象を下回る時期については下線を付している。これによりバッテリ交換サイクルを決定する者が、ランニングコストが比較対象よりも安くなる時期をさらに一層容易に認識できるようになっている。   In the present embodiment, as in the previous case, the time when the running cost is lower than the comparison target is underlined. As a result, a person who decides the battery replacement cycle can more easily recognize the time when the running cost is lower than the comparison target.

図5は、図4に示した演算結果に基づいて、ハイブリッド油圧ショベルについてバッテリ15の交換サイクルごとに算出した累積ランニングコストと、標準型油圧ショベルの累積ランニングコストとの差の変化を折れ線グラフでモニタ23に表示した図である。このように累積ランニングコストを表示すると、図4のように数値のみで示した場合と比較して、標準型油圧ショベルよりも累積ランニングコストが下回る時期を容易に認識することができる。また、図5には、バッテリ15を交換しない場合の累積ランニングコストの変化についても表示しているので、この場合とのコストの比較も容易に行うことができる。   FIG. 5 is a line graph showing the change in the difference between the cumulative running cost calculated for each replacement cycle of the battery 15 for the hybrid excavator and the cumulative running cost of the standard hydraulic excavator based on the calculation result shown in FIG. It is the figure displayed on the monitor. When the accumulated running cost is displayed in this way, it is possible to easily recognize the time when the accumulated running cost is lower than that of the standard excavator as compared with the case where only the numerical value is shown as shown in FIG. Further, FIG. 5 also shows changes in the accumulated running cost when the battery 15 is not replaced, so that the cost can be easily compared with this case.

図6は本発明の第1の実施の形態に係るモニタ23の表示画面の一例を示す図である。この図に示す表示画面は、平均燃費向上率表示部61と、バッテリ劣化度表示部62と、平均燃料費表示部63と、日時表示部64と、累積ランニングコスト表示部65を備えている。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the display screen of the monitor 23 according to the first embodiment of the present invention. The display screen shown in this figure includes an average fuel consumption improvement rate display unit 61, a battery deterioration degree display unit 62, an average fuel cost display unit 63, a date and time display unit 64, and an accumulated running cost display unit 65.

平均燃費向上率表示部61は、燃費向上率変化演算部223が演算した現在の平均燃費向上率が表示される部分である。バッテリ劣化度表示部62は、劣化度診断部221が演算した現在のバッテリ15の劣化度が表示される部分である。平均燃料費表示部63は、ランニングコスト演算部224が演算した現在の平均燃料費が表示される部分である。日時表示部64は、現在の日時が表示される部分である。累積ランニングコスト表示部65は、バッテリコントローラ22が算出した複数種類のバッテリ交換サイクルごとに算出された累積ランニングコストの変化が表示される部分である。このようにモニタ23の表示画面を構成すると、オペレータが同時に複数の情報を参照することができる。   The average fuel consumption improvement rate display unit 61 is a portion where the current average fuel consumption improvement rate calculated by the fuel consumption improvement rate change calculation unit 223 is displayed. The battery deterioration level display unit 62 is a part where the current deterioration level of the battery 15 calculated by the deterioration level diagnosis unit 221 is displayed. The average fuel cost display unit 63 is a part where the current average fuel cost calculated by the running cost calculation unit 224 is displayed. The date and time display unit 64 is a part where the current date and time are displayed. The accumulated running cost display unit 65 is a portion where a change in accumulated running cost calculated for each of a plurality of types of battery replacement cycles calculated by the battery controller 22 is displayed. If the display screen of the monitor 23 is configured in this way, the operator can refer to a plurality of pieces of information at the same time.

図7は本発明の第2の実施の形態に係るバッテリコントローラ22Aと通信装置の構成図である。この図に示すバッテリコントローラ22Aは、ランニングコスト演算部224Aを備えている点において先のバッテリコントローラ22と異なる。ランニングコスト演算部224Aは、通信装置71と接続されており、算出した将来の所定期間における累積ランニングコストの変化を表示データ生成部225及び通信装置71に出力している。通信装置71は、ランニングコスト演算部224の演算結果を遠隔通信手段(例えば、無線通信又は無線通信及びインターネット通信)により外部端末に送信するもので、作業機械に設置されている。本実施の形態における通信装置71は、作業機械から遠隔地に設置された外部端末である車体管理データベース73とインターネット72を介して接続されており、ランニングコスト演算部224の演算結果を車体管理データベース73に送信している。   FIG. 7 is a configuration diagram of the battery controller 22A and the communication device according to the second embodiment of the present invention. The battery controller 22A shown in this figure is different from the previous battery controller 22 in that it includes a running cost calculation unit 224A. The running cost calculation unit 224A is connected to the communication device 71, and outputs the calculated change in the accumulated running cost in a predetermined future period to the display data generation unit 225 and the communication device 71. The communication device 71 transmits the calculation result of the running cost calculation unit 224 to an external terminal by remote communication means (for example, wireless communication or wireless communication and Internet communication), and is installed in the work machine. The communication device 71 according to the present embodiment is connected to a vehicle body management database 73, which is an external terminal installed remotely from the work machine, via the Internet 72, and the calculation result of the running cost calculation unit 224 is used as the vehicle body management database. 73.

このようにランニングコスト演算部224の演算結果を遠隔地の外部端末に送信すると、先に説明した実施の形態と同様に、複数種類の交換サイクルでバッテリ15を交換した場合における累積ランニングコストの変化を当該外部端末でも監視することができるので、作業機械の管理を管理者が直接行うことが難しい場合(例えば、作業機械のオペレータが管理者ではない場合(例えば、作業機械をレンタルしている場合)等)でも、先の実施の形態で説明したように当該作業機械のバッテリ交換時期を容易に決定することができる。また、車体管理データベース73に記憶されたデータをインターネット等を介して外部に公開すれば、管理者がインターネット接続環境下にあればいつでも作業機械のバッテリ交換時期を容易に決定することができる。   As described above, when the calculation result of the running cost calculation unit 224 is transmitted to an external terminal at a remote location, the cumulative running cost changes when the battery 15 is replaced in a plurality of types of replacement cycles, as in the embodiment described above. Can also be monitored by the external terminal, so it is difficult for the administrator to directly manage the work machine (for example, when the operator of the work machine is not the administrator (for example, when the work machine is rented) However, as described in the previous embodiment, the battery replacement time of the work machine can be easily determined. Further, if the data stored in the vehicle body management database 73 is disclosed to the outside via the Internet or the like, it is possible to easily determine the battery replacement time of the work machine whenever the manager is in an Internet connection environment.

なお、本実施の形態では、累積ランニングコストの算出に伴う演算処理を作業機械に設置されたバッテリコントローラ22Aで主に実行することとしたが、当該演算処理を車体管理データベース73で実行することとし、バッテリ15の内部抵抗値及び車体コントローラ11からの平均燃料消費量のみを通信装置71を介して車体管理データベース73に送信する構成としても良い。このような構成とすれば、作業機械に設置されたバッテリコントローラ22A(マイコン)では演算不可能な詳細な解析が可能となるので、より正確かつ豊富な情報を管理者に提供することが可能となる。   In the present embodiment, the arithmetic processing accompanying the calculation of the accumulated running cost is mainly executed by the battery controller 22A installed in the work machine. However, the arithmetic processing is executed by the vehicle body management database 73. Only the internal resistance value of the battery 15 and the average fuel consumption from the vehicle body controller 11 may be transmitted to the vehicle body management database 73 via the communication device 71. With such a configuration, detailed analysis that cannot be performed by the battery controller 22A (microcomputer) installed in the work machine can be performed, and thus more accurate and abundant information can be provided to the administrator. Become.

ところで、本発明は、上記で説明した各実施の形態の構成の内容に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記の各実施の形態の説明では、バッテリ交換の時期は1年、2年、3年と、年ごとで設定したが、任意のサイクルで交換した場合における累積ランニングコストを表示するような構成としてもよい。また、上記の各実施の形態では、エンジン7と動力変換機(発電電動機)10を備えたハイブリッド油圧ショベルを例に挙げて説明したが、エンジン7を省略して蓄電池のみで駆動するフル電動油圧ショベルにおいても適用可能である。また、油圧ショベルのみならず、ホイールローダやフォークリフト、クレーンなど他の作業機等についても適用が可能である。   By the way, this invention is not limited to the content of the structure of each embodiment demonstrated above, A various deformation | transformation is possible. For example, in the description of each of the above embodiments, the battery replacement time is set to 1 year, 2 years, or 3 years, but the cumulative running cost when the battery is replaced in an arbitrary cycle is displayed. It is good also as a structure. In each of the above-described embodiments, the hybrid hydraulic excavator including the engine 7 and the power converter (generator motor) 10 has been described as an example. However, the full electric hydraulic pressure that is driven only by the storage battery without the engine 7 is described. It can also be applied to excavators. Further, the present invention can be applied not only to hydraulic excavators but also to other work machines such as wheel loaders, forklifts, and cranes.

3 油圧アクチュエータ
6 油圧ポンプ
7 エンジン
10 動力変換機(発電電動機)
11 車体コントローラ(MCU)
12,13 インバータ
15 バッテリ
16 旋回モータ
21 エンジンコントローラ(ECU)
22 バッテリコントローラ(BCU)
23 モニタ(表示装置)
71 通信装置
73 車体管理データベース
221 劣化度診断部
222 劣化度変化演算部
223 燃費向上率変化演算部
224 ランニングコスト演算部
225 表示データ生成部
226 表示データ出力部
3 Hydraulic actuator 6 Hydraulic pump 7 Engine 10 Power converter (generator motor)
11 Body controller (MCU)
12, 13 Inverter 15 Battery 16 Rotating motor 21 Engine controller (ECU)
22 Battery controller (BCU)
23 Monitor (display device)
71 Communication Device 73 Car Body Management Database 221 Deterioration Degree Diagnosis Unit 222 Deterioration Degree Change Calculation Unit 223 Fuel Consumption Improvement Rate Change Calculation Unit 224 Running Cost Calculation Unit 225 Display Data Generation Unit 226 Display Data Output Unit

Claims (5)

原動機の駆動力及び蓄電池に蓄えられた電気エネルギーのいずれか一方又は双方によって駆動されるアクチュエータを備える作業機械において、
前記蓄電池の現在の劣化度に基づいて将来における当該劣化度の変化を演算する劣化度変化演算手段と、
前記劣化度の変化に基づいて将来における前記蓄電池による燃費向上率の変化を演算する燃費向上率変化演算手段と、
複数種類のサイクルで前記蓄電池を交換したそれぞれの場合について、将来の所定期間における累積ランニングコストの変化を前記燃費向上率の変化に基づいて算出するランニングコスト演算手段と、
前記蓄電池の交換サイクルごとに算出された累積ランニングコストの変化を当該交換サイクルごとに表示する表示装置とを備えることを特徴とする作業機械。
In a work machine including an actuator driven by one or both of a driving force of a prime mover and electric energy stored in a storage battery,
A deterioration degree change calculating means for calculating a change in the deterioration degree in the future based on the current deterioration degree of the storage battery;
A fuel consumption improvement rate change calculating means for calculating a change in fuel consumption improvement rate by the storage battery in the future based on the change in the deterioration degree;
For each case where the storage battery is replaced in a plurality of types of cycles, a running cost calculation means for calculating a change in cumulative running cost in a predetermined period in the future based on a change in the fuel efficiency improvement rate;
A work machine comprising: a display device that displays a change in accumulated running cost calculated for each replacement cycle of the storage battery for each replacement cycle.
請求項1に記載の作業機械において、
前記ランニングコスト演算手段は、蓄電池を備えない標準型作業機械についての前記所定期間における累積ランニングコストの変化をさらに算出し、さらに、当該標準型作業機械の累積ランニングコストと前記蓄電池の交換サイクルごとに算出された累積ランニングコストとの差を算出し、
前記表示装置は、前記算出されたランニングコストの差を前記交換サイクルごとに表示することを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The running cost calculation means further calculates a change in the accumulated running cost in the predetermined period for a standard work machine that does not include a storage battery, and further calculates the accumulated running cost of the standard work machine and the replacement cycle of the storage battery. Calculate the difference from the calculated cumulative running cost,
The display device displays a difference in the calculated running cost for each replacement cycle.
請求項1又は2に記載の作業機械において、
前記ランニングコスト演算手段は、前記蓄電池を交換しない場合における前記所定期間の累積ランニングコストを前記燃費向上率の変化に基づいてさらに算出し、
前記表示装置は、前記蓄電池を交換しない場合における累積ランニングコストをさらに表示することを特徴とする作業機械。
In the work machine according to claim 1 or 2,
The running cost calculation means further calculates a cumulative running cost of the predetermined period when the storage battery is not replaced based on a change in the fuel efficiency improvement rate,
The display device further displays a cumulative running cost when the storage battery is not replaced.
請求項3に記載の作業機械において、
前記ランニングコスト演算手段は、前記所定期間において、前記蓄電池の交換サイクルごとの累積ランニングコストが前記蓄電池を交換しない場合における累積ランニングコストを下回る時期をさらに算出し、
前記表示装置は、当該累積ランニングコストが下回る時期を表示することを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 3,
The running cost calculation means further calculates a time when the cumulative running cost for each replacement cycle of the storage battery is lower than the cumulative running cost when the storage battery is not replaced in the predetermined period,
The display device displays a time when the cumulative running cost is lower.
請求項1から4のいずれかに記載の作業機械において、
前記ランニングコスト演算手段の演算結果を外部端末に送信する通信装置をさらに備えることを特徴とする作業機械。
The work machine according to any one of claims 1 to 4,
A work machine further comprising a communication device that transmits a calculation result of the running cost calculation means to an external terminal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015032067A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 積水化学工業株式会社 Storage battery introduction effect evaluation device, storage battery introduction effect evaluation method, and program

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001173023A (en) * 2000-10-10 2001-06-26 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Construction machine and its operation information control system
JP2005082387A (en) * 2003-09-11 2005-03-31 Hitachi Ltd Storage battery evaluation system for elevator
JP2007155586A (en) * 2005-12-07 2007-06-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd Working machine and method for starting operation of working machine
JP2007170050A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Hitachi Constr Mach Co Ltd Working vehicle
JP2008256673A (en) * 2007-03-09 2008-10-23 Hitachi Ltd Battery control method and system
JP2010160091A (en) * 2009-01-09 2010-07-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd Capacitor deterioration determination method and operation machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001173023A (en) * 2000-10-10 2001-06-26 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Construction machine and its operation information control system
JP2005082387A (en) * 2003-09-11 2005-03-31 Hitachi Ltd Storage battery evaluation system for elevator
JP2007155586A (en) * 2005-12-07 2007-06-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd Working machine and method for starting operation of working machine
JP2007170050A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Hitachi Constr Mach Co Ltd Working vehicle
JP2008256673A (en) * 2007-03-09 2008-10-23 Hitachi Ltd Battery control method and system
JP2010160091A (en) * 2009-01-09 2010-07-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd Capacitor deterioration determination method and operation machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015032067A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 積水化学工業株式会社 Storage battery introduction effect evaluation device, storage battery introduction effect evaluation method, and program

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