JPWO2020065996A1

JPWO2020065996A1 - 電動式建設機械

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Publication number: JPWO2020065996A1
Application number: JP2020509526A
Authority: JP
Inventors: 沢哉野村; 湯上　誠之; 誠之湯上; 渉高木; 弘湯川; 優樹山本
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Tierra Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Tierra Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: EP3666584B1; JP6902159B2; US20210222399A1; EP3666584A4; WO2020065996A1; KR102391360B1; CN111247026A; KR20200037313A; US11136743B2; EP3666584A1

Abstract

作業現場から充電設備まで走行することができ、且つ、作業効率の低下を抑えることができる電動式建設機械を提供する。電動式油圧ショベルは、バッテリ装置（１９）の電力によって駆動され、油圧ポンプ（２９）を駆動する電動機（２８）と、コントローラ（３７）と、表示装置（２４）とを備える。コントローラ（３７）は、移動情報取得装置で取得された油圧ショベルの移動情報に基づいて、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された電動機（２８）の消費電力量を算出して記憶する。コントローラ（３７）は、バッテリ装置（１９）の蓄電量から前記消費電力量を減算して作業現場で消費可能な電量を算出し、作業現場で消費可能な電量に基づいて作業現場で稼動可能な時間を算出し、作業現場で稼動可能な時間を表示装置（２４）に表示させる。

Description

本発明は、蓄電装置と蓄電装置の電力によって駆動されて油圧ポンプを駆動する電動機とを備えた電動式建設機械に関する。

油圧ショベル等の建設機械は、油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される複数の油圧アクチュエータ（詳細には、走行用油圧モータ及び作業用油圧モータ）とを備えている。エンジン駆動式の建設機械は、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクの燃料によって駆動されるエンジンとを備え、エンジンによって油圧ポンプを駆動するように構成されている。エンジン駆動式の建設機械において、燃料タンクの燃料量に基づいて建設機械の稼動可能時間（言い換えれば、エンジンの駆動可能時間）を算出し、算出した稼動可能時間を表示するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−０７７８７２号公報

近年、蓄電装置と、蓄電装置の電力によって駆動される電動機とを備え、電動機によって油圧ポンプを駆動するように構成された電動式の建設機械が提唱されている。電動式の建設機械は、蓄電装置を充電する充電設備と作業現場の間を往復しなければならない場合がある。詳しく説明すると、例えば移動式の充電設備を用意しても、この充電設備が作業現場に近づけない場合がある。あるいは、例えば固定式の充電設備が作業現場から離れている場合がある。このような場合に、電動式建設機械は、充電設備で蓄電装置を充電してから作業現場へ走行し、作業現場で稼動する。そして、電動式建設機械は、蓄電装置の蓄電量が少なくなれば、作業現場から充電設備へ戻らなければならない。そのため、建設機械が作業現場から充電設備まで走行するための蓄電装置の蓄電量を確保する必要があり、作業現場での建設機械の稼動時間（言い換えれば、電動機の駆動時間）を制限する必要がある。

そこで、例えば、建設機械が作業現場で稼動したときに消費された電動機の消費電力量に基づいて単位時間あたりの平均消費電力を算出し、蓄電装置の蓄電量を平均消費電力で除算して建設機械の稼動可能時間を算出し、算出した稼動可能時間を表示する方法が考えられる。しかし、一般的に、走行用油圧モータの負荷は、作業用油圧アクチュエータの負荷と比べて高い。そのため、建設機械の走行時に消費される電動機の消費電力量は、建設機械の作業時に消費される電動機の消費電力量と比べて高い。このような理由から、運転者は、上述した方法にて算出されて表示された稼動可能時間に対して、建設機械が作業現場から充電設備まで走行するのに必要な蓄電装置の蓄電量に対応する稼動可能時間を大きく見積もなければならない。そして、運転者による稼動可能時間の見積もりが十分でなければ、建設機械が作業現場から充電設備まで走行することができない。一方、運転者による稼動可能時間の見積もりが必要以上に大きければ、建設機械の作業効率が低下する。

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業現場から充電設備まで走行することができ、且つ、作業効率の低下を抑えることができる電動式建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、蓄電装置と、前記蓄電装置の電力によって駆動される電動機と、前記電動機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って駆動される走行用油圧モータ及び作業用油圧アクチュエータと、コントローラと、表示装置とを備えた電動式建設機械において、前記建設機械の移動情報を取得する移動情報取得装置を更に備え、前記コントローラは、前記移動情報取得装置で取得された前記建設機械の移動情報に基づいて、前記建設機械が充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された前記電動機の消費電力量を算出して記憶し、前記蓄電装置の蓄電量から前記消費電力量を減算して前記作業現場で消費可能な電量を算出し、前記作業現場で消費可能な電量に基づいて前記作業現場で稼動可能な時間を算出し、前記作業現場で稼動可能な時間を前記表示装置に表示させる。

本発明によれば、電動式建設機械が作業現場から充電設備まで走行することができ、且つ、電動式建設機械の作業効率の低下を抑えることができる。

本発明の一実施形態における電動式油圧ショベルの構造を表す側面図である。本発明の一実施形態における電動式油圧ショベルの構造を表す上面図である。本発明の一実施形態における駆動装置の構成を表す図である。本発明の一実施形態におけるコントローラの機能的構成を関連機器とともに表す図である。本発明の一実施形態におけるコントローラの第１処理を表すフローチャートである。本発明の一実施形態におけるコントローラの第２処理及び第３処理を表すフローチャートである。本発明の一実施形態における表示装置の画面の具体例を表す図である。本発明の一実施形態におけるコントローラの第４処理及び第５処理を表すフローチャートである。本発明の一変形例におけるコントローラの機能的構成を関連機器とともに表す図である。

以下、本発明の適用対象として電動式油圧ショベルを例にとり、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は、本実施形態における電動式油圧ショベルの構造を表す側面図及び上面図である。なお、以降、電動式油圧ショベルが図１及び図２で示す状態にて運転者が運転席に着座した場合における運転者の前側（図１及び図２中右側）、後側（図１及び図２中左側）、右側（図２中下側）、左側（図２中上側）を、単に前側、後側、右側、左側と称する。

本実施形態の電動式油圧ショベルは、機械質量６０００ｋｇ未満のミニショベルである。この電動式油圧ショベルは、自走可能な下部走行体１と、下部走行体１の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体２とを備えており、下部走行体１及び上部旋回体２が車体を構成している。上部旋回体２は、旋回用油圧モータ（図示せず）によって旋回する。

下部走行体１は、上方から見てＨ字形状のトラックフレーム３を備えている。トラックフレーム３の右側には駆動輪４と遊動輪５が設けられ、それらの間で右側の履帯（クローラ）６が掛けまわされている。右側の駆動輪４が右側の走行用油圧モータ７によって回転し、これによって右側の履帯６が駆動する。トラックフレーム３の左側にも駆動輪と遊動輪が設けられ、それらの間で左側の履帯６が掛けまわされている。左側の駆動輪が左側の走行用油圧モータ（図示せず）によって回転し、これによって左側の履帯６が駆動する。

トラックフレーム３の前側には排土用のブレード８が上下動可能に設けられている。ブレード８はブレード用油圧シリンダ（図示せず）によって上下動する。

上部旋回体２の前側には作業装置９が連結されている。作業装置９は、上部旋回体２（詳細には、後述の旋回フレーム１７）の前側に左右方向に回動可能に連結されたスイングポスト１０と、スイングポスト１０に上下方向に回動可能に連結されたブーム１１と、ブーム１１に上下方向に回動可能に連結されたアーム１２と、アーム１２に上下方向に回動可能に連結されたバケット１３とを備えている。スイングポスト１０、ブーム１１、アーム１２、及びバケット１３は、スイング用油圧シリンダ（図示せず）、ブーム用油圧シリンダ１４、アーム用油圧シリンダ１５、及びバケット用油圧シリンダ１６によってそれぞれ回動する。

上部旋回体２は、基礎構造体をなす旋回フレーム１７と、旋回フレーム１７の左側に設けられたキャノピータイプの運転室１８と、旋回フレーム１７の後側に設けられ、バッテリ装置１９（後述の図３及び図４参照）を収納するバッテリ搭載部２０とを備えている。

運転室１８内には、運転者が着座する運転席２１が設けられている。運転席２１の前側には、右側の走行用操作部材２２（後述の図３参照）と左側の走行用操作部材（図示せず）が設けられている。走行用操作部材は、操作ペダル及び操作レバーを一体化したものであって、前後方向の操作によって下部走行体１の走行動作を指示する。走行用操作部材２２の右側にはスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。スイング用操作ペダルは、左右方向の操作によってスイングポスト１０の動作を指示する。

運転席２１の右側には作業用操作レバー２３及びブレード用操作レバー（図示せず）が設けられている。右側の作業用操作レバー２３は、前後方向の操作によってブーム１１の動作を指示し、左右方向の操作によってバケット１３の動作を指示する。ブレード用操作レバーは、前後方向の操作によってブレード８の動作を指示する。運転席２１の左側には作業用操作レバー（図示せず）が設けられている。左側の作業用操作レバーは、前後方向の操作によってアーム１２の動作を指示し、左右方向の操作によって上部旋回体２の旋回動作を指示する。

運転室１８内には、表示装置２４、始動・停止スイッチ２５（後述の図４参照）、及び解除スイッチ２６（後述の図４参照）が設けられている。

上述した下部走行体１、上部旋回体２、ブレード８、スイングポスト１０、ブーム１１、アーム１２、及びバケット１３は、電動式油圧ショベルに搭載された駆動装置によって駆動される被駆動体を構成している。図３は、本実施形態における駆動装置の構成のうち、走行用油圧モータの代表として右側の走行用油圧モータ７の駆動に係わる構成と、作業用油圧アクチュエータの代表としてブーム用油圧シリンダ１４の駆動に係わる構成を表す図である。

本実施形態の駆動装置は、バッテリ装置１９（蓄電装置）と、バッテリ装置１９の電力がインバータ装置２７を介し供給されて駆動される電動機２８と、電動機２８によって駆動される油圧ポンプ２９及びパイロットポンプ３０と、油圧ポンプ２９から走行用油圧モータ７への圧油の流れを制御する走行用制御弁３１と、走行用制御弁３１を切換える走行用操作装置３２と、油圧ポンプ２９からブーム用油圧シリンダ１４への圧油の流れを制御するブーム用制御弁３３と、ブーム用制御弁３３を切換える作業用操作装置３４とを備えている。

走行用操作装置３２は、上述した走行用操作部材２２と、走行用操作部材２２の前側操作に応じて作動する第１の減圧弁（図示せず）と、走行用操作部材２２の後側操作に応じて作動する第２の減圧弁（図示せず）とを備えている。第１の減圧弁は、パイロットポンプ３０の吐出圧を元圧として、走行用操作部材２２の前側操作量に対応するパイロット圧を生成し、生成したパイロット圧を走行用制御弁３１の図３中右側の受圧部へパイロットラインを介し出力する。これにより、走行用制御弁３１を図３中右側の切換位置に切換えて、走行用油圧モータ７を前方向に回転させる。

第２の減圧弁は、パイロットポンプ３０の吐出圧を元圧として、走行用操作部材２２の後側操作量に対応するパイロット圧を生成し、生成したパイロット圧を走行用制御弁３１の図３中左側の受圧部へパイロットラインを介し出力する。これにより、走行用制御弁３１を図３中左側の切換位置に切換えて、走行用油圧モータ７を後方向に回転させる。

作業用操作装置３４は、上述した作業用操作レバー２３と、作業用操作レバー２３の前側操作に応じて作動する第３の減圧弁（図示せず）と、作業用操作レバー２３の後側操作に応じて作動する第４の減圧弁（図示せず）とを備えている。第３の減圧弁は、パイロットポンプ３０の吐出圧を元圧として、作業用操作レバー２３の前側操作量に対応するパイロット圧を生成し、生成したパイロット圧をブーム用制御弁３３の図３中右側の受圧部へパイロットライン３５Ａを介し出力する。これにより、ブーム用制御弁３３を図３中右側の切換位置に切換えて、ブーム用油圧シリンダ１４を縮短させる。

第４の減圧弁は、パイロットポンプ３０の吐出圧を元圧として、作業用操作レバー２３の後側操作量に対応するパイロット圧を生成し、生成したパイロット圧をブーム用制御弁３３の図３中左側の受圧部へパイロットライン３５Ｂを介し出力する。これにより、ブーム用制御弁３３を図３中左側の切換位置に切換えて、ブーム用油圧シリンダを伸長させる。

なお、左側の走行用油圧モータ並びに他の作業用油圧アクチュエータ（詳細には、旋回用油圧モータ、ブレード用油圧シリンダ、スイング用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ１５、及びバケット用油圧シリンダ１６）の駆動に係わる構成は、右側の走行用油圧モータ７及びブーム用油圧シリンダ１４の駆動に係わる構成とほぼ同じである。ブーム用油圧シリンダ１４の駆動に係わるパイロットライン３５Ａ，３５Ｂには作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ設けられている。図示しないものの、他の作業用油圧アクチュエータの駆動に係わる複数のパイロットラインにも複数の作業ロック弁がそれぞれ設けられている。

作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ及び複数の作業ロック弁（以降、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等という）は、後述するコントローラ３７の制御によって連通位置と遮断位置に切換えられる。作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等が連通位置にある場合は、操作装置で生成されたパイロット圧が制御弁の受圧部に入力されるので、全ての作業用油圧アクチュエータの駆動を許可する。一方、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等が遮断位置にある場合は、操作装置で生成されたパイロット圧が制御弁の受圧部に入力されないので、全ての作業用油圧アクチュエータの駆動（言い換えれば、走行以外の動作）を禁止するようになっている。

ところで、上述した電動式油圧ショベルは、バッテリ装置１９を充電する充電設備と作業現場の間を往復しなければならない場合がある。本実施形態の電動式油圧ショベルは、コントローラ３７を備えており、コントローラ３７は、油圧ショベルが作業現場で稼動可能な時間を算出して表示装置２４に表示させる。また、コントローラ３７は、バッテリ装置１９の蓄電量を算出して表示装置２４に表示させると共に、バッテリ装置１９の蓄電量が閾値まで低下した場合に、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御して全ての作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止する。本実施形態のコントローラ３７及び関連機器を、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態におけるコントローラの機能的構成を関連機器とともに表す図である。

本実施形態の電動式油圧ショベルは、油圧ショベルの移動情報を取得する移動情報取得装置として、入力装置３９及び測位装置４０を備えている。入力装置３９は、充電設備及び作業現場の位置（詳細には、緯度と経度の情報）を入力するものであって、例えば、地図を表示するデイスプレイと、地図上のカーソルを移動する操作ボタンと、地図上のカーソルの位置を充電設備又は作業現場の位置として指示する操作ボタンと、指示された充電設備及び作業現場の位置をコントローラ３７へ出力するコントローラとで構成されている。なお、入力装置３９は、表示装置２４の一機能として構成されてもよい。測位装置４０は、図示しない衛星からの信号に基づいて油圧ショベル（自機）の位置を測定し、測定した油圧ショベルの位置をコントローラ３７へ出力する。

バッテリ装置１９とインバータ装置２７の間には電流センサ３８が設けられており、電流センサ３８で検出されたバッテリ装置１９の供給電流（言い換えれば、電動機２８の消費電流）がコントローラ３７へ出力される。始動・停止スイッチ２５は、例えばプッシュスイッチで構成されており、電動機２８の始動または停止の指示を入力する。解除スイッチ２６は、例えばプッシュスイッチで構成されており、作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を解除する指示を入力する。

コントローラ３７は、プログラムに基づいて演算処理や制御処理を実行する演算制御部（例えばＣＰＵ）と、プログラムや演算処理の結果を記憶する記憶部（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）等を有するものである。コントローラ３７は、機能的構成として、始動・停止制御部４１、消費可能電量演算部４２、稼動可能時間演算部４３、及び作業ロック制御部４４を有している。

コントローラ３７の始動・停止制御部４１は、始動・停止スイッチ２５の入力に応じてインバータ装置２７を制御し、これによって電動機２８の始動・停止を制御する。

コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、入力装置３９から入力された充電設備及び作業現場の位置を記憶し、それらの位置と測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置に基づいて（言い換えれば、移動情報取得装置で取得された油圧ショベルの移動情報に基づいて）、油圧ショベルが充填設備から出発するタイミングと油圧ショベルが作業現場に到着するタイミングを取得する。そして、消費可能電量演算部４２は、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に電流センサ３８で検出された電動機２８の消費電流を積算して、電動機２８の消費電力量を算出し、算出した消費電力量を記憶する（第１処理）。

コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、バッテリ装置１９の蓄電量から上述した消費電力量を減算して、作業現場で消費可能な電量を算出する（第２処理）。コントローラ３７の稼動可能時間演算部４３は、消費可能電量演算部４２で算出された作業現場で消費可能な電量に基づいて、作業現場で稼動可能な時間を算出する（第３処理）。

コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、上述した消費電力量より予め設定された所定値だけ高くなるように蓄電量の閾値を設定し、バッテリ装置１９の蓄電量が閾値まで低下した場合に、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を遮断位置に制御して全ての作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止する（第４処理）。作業ロック制御部４４は、解除スイッチ２６の指示が入力された場合に、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御して全ての作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を解除する（第５処理）。

次に、本実施形態のコントローラ３７の各処理について説明する。図５は、本実施形態におけるコントローラの第１処理を表すフローチャートである。

ステップＳ１０１にて、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、記憶された充電設備の位置と測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置に基づいて、油圧ショベルが充電設備から出発したかどうかを判定する。詳しく説明すると、消費可能電量演算部４２は、測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置が充電設備の位置から離れたときに、油圧ショベルが充電設備から出発したと判定する。消費可能電量演算部４２は、油圧ショベルが充電設備から出発したと判定したときに、ステップＳ１０２に進み、電流センサ３８で検出された電動機２８の消費電流の積算を開始する。

そして、ステップＳ１０３に進み、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、記憶された作業現場の位置と測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置に基づいて、油圧ショベルが作業現場に到着したかどうかを判定する。詳しく説明すると、消費可能電量演算部４２は、測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置が作業現場の位置と重なるときに、油圧ショベルが作業現場に到着したと判定する。消費可能電量演算部４２は、油圧ショベルが作業現場に到着したと判定するまで、ステップＳ１０２の消費電流の積算を継続する。消費可能電量演算部４２は、油圧ショベルが作業現場に到着した判定したときに、ステップＳ１０２の消費電流の積算を終了する。これにより、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された電動機２８の消費電力量を算出する。

そして、ステップＳ１０４に進み、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、算出した電動機２８の消費電力量を記憶する。

図６は、本実施形態におけるコントローラの第２処理及び第３処理を表すフローチャートである。

ステップＳ２０１にて、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、記憶された作業現場の位置と測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置に基づいて、油圧ショベルが作業現場にいるかどうかを判定する。そして、消費可能電量演算部４２は、油圧ショベルが作業現場にいると判定した場合に、ステップＳ２０２に進み、始動・停止制御部４１の制御情報に基づいて、電動機２８が駆動しているかどうか（言い換えれば、油圧ショベルが稼動しているかどうか）を判定する。電動機２８が駆動していない場合は、上述のステップＳ２０１に戻る。一方、電動機２８が駆動している場合は、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３にて、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、バッテリ装置１９の現在の蓄電量を算出する。詳しく説明すると、消費可能電量演算部４２は、所定の時間間隔毎に、電流センサ３８で検出された電動機２８の消費電流を積算して、電動機２８の消費電力量を算出する。そして、消費可能電量演算部４２は、バッテリ装置１９の過去（所定時間の経過前）の蓄電量から、前述した消費電力量を減算して、現在の蓄電量を算出する。そして、消費可能電量演算部４２は、算出したバッテリ装置１９の現在の蓄電量を表示装置２４に出力して表示させる。表示装置２４は、例えば図７で示すように目盛り間の針の位置によって蓄電量を表示する。

そして、ステップＳ２０４に進み、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、上述のステップＳ２０３で算出されたバッテリ装置１９の現在の蓄電量から、上述の図５のステップＳ１０４で記憶された消費電力量を減算して、作業現場で消費可能な電量を算出する。

ステップＳ２０５にて、コントローラ３７の稼動可能時間演算部４３は、油圧ショベルが作業現場で稼動したときに消費された電動機２８の消費電力量に基づいて、単位時間あたりの平均消費電力を算出する。そして、ステップＳ２０６に進み、稼動可能時間演算部４３は、消費可能電量演算部４２で算出された作業現場で消費可能な電量を、前述した平均消費電力で除算して、作業現場で稼動可能な時間を算出する。そして、ステップＳ２０７に進み、稼動可能時間演算部４３は、算出した稼動可能時間を表示装置２４に出力して表示させる。表示装置２４は、例えば図７で示すように稼動可能時間（数値）を表示する。

図８は、本実施形態におけるコントローラの第４処理及び第５処理を表すフローチャートである。

Ｓ３０１にて、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、上述の図５のステップＳ１０４で記憶された消費電力量より予め設定された所定値だけ高くなるように蓄電量の閾値を設定する。そして、ステップＳ３０２に進み、作業ロック制御部４４は、上述の図５のステップＳ２０３で算出されたバッテリ装置１９の現在の蓄電量が閾値まで低下したかどうかを判定する。バッテリ装置１９の現在の蓄電量が閾値を超える場合、ステップＳ３０３に進み、作業ロック制御部４４は、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御する。これにより、全ての作業用油圧アクチュエータの駆動を許可する。

バッテリ装置１９の現在の蓄電量が閾値以下である場合、ステップＳ３０４に進み、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を遮断位置に制御する。これにより、全ての作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止する。そして、ステップＳ３０５に進み、作業ロック制御部４４は、解除スイッチ２６の指示が入力されたかどうかを判定する。解除スイッチ２６の指示が入力されない場合は、ステップＳ３０２に戻る。

一方、解除スイッチ２６の指示が入力された場合、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、全ての作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を一時的に解除する。詳しく説明すると、作業ロック制御部４４は、ステップＳ３０６にて、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御すると共に、ステップＳ３０７にて、解除スイッチ２６の指示が入力されてから予め設定された所定時間が経過したかどうかを判定する。そして、作業ロック制御部４４は、所定時間が経過するまで、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御する。作業ロック制御部４４は、所定時間が経過した後、ステップＳ３０２を経由してステップＳ３０４に戻り、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を遮断位置に制御する。

上述した本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態では、コントローラ３７は、入力装置３９から入力された充電設備及び作業現場の位置と測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置に基づいて、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された電動機２８の消費電力量を算出して記憶する。コントローラ３７は、バッテリ装置１９の蓄電量から前述した消費電力量を減算して作業現場で消費可能な電量を算出し、作業現場で消費可能な電量に基づいて作業現場で稼動可能な時間を算出し、作業現場で稼動可能な時間を表示装置２４に表示させる。したがって、運転者は、油圧ショベルが作業現場から充電設備まで走行するのに必要なバッテリ装置１９の蓄電量に対応する稼動可能時間を見積もる必要がなく、表示装置２４で表示された作業現場で稼動可能な時間のみに注意を払えばよい。すなわち、表示装置２４で表示された稼動可能時間がゼロ以上であれば、油圧ショベルが作業現場から充電設備まで走行するのに必要なバッテリ装置１９の蓄電量を確保することができ、油圧ショベルが作業現場から充電設備まで走行することができる。また、運転者は、作業現場での作業計画や表示装置２４で表示された稼動可能時間に基づいて、バッテリ装置１９を充電するタイミング、すなわち、作業現場から充電設備に戻るタイミングを検討することができる。これにより、作業現場での油圧ショベルの稼動時間を高めることができ、油圧ショベルの作業効率を高めることができる。

また、本実施形態では、コントローラ３７は、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された消費電力量より予め設定された所定値だけ高くなるように蓄電量の閾値を設定し、バッテリ装置１９の蓄電量が閾値まで低下した場合に、作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止するように作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を制御する。これにより、バッテリ装置１９の蓄電量の低下を抑制するので、油圧ショベルが作業現場から充電設備まで走行することができる。また、コントローラ３７は、作業用油圧アクチュエータの駆動が禁止された状態で解除スイッチ２６の指示が入力された場合に、作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を一時的に解除するように作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を制御する。これにより、例えば、油圧ショベルの走行のために、作業装置９の姿勢を変更することができる。

なお、上記一実施形態において、電動式油圧ショベルは、移動情報取得装置として、入力装置３９及び測位装置４０を備え、コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、入力装置３９から入力された充電設備及び作業現場の位置と測位装置４０で測定された油圧ショベルの位置に基づいて、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された電動機２８の消費電力量を算出する場合を例にとって説明したが、これに限られず、発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば図９で示す変形例のように、電動式油圧ショベルは、移動情報取得装置として、油圧ショベル（自機）が充電設備から出発したときと油圧ショベル（自機）が作業現場に到着したときに操作される移動入力スイッチ４５を備えてもよい。コントローラ３７の消費可能電量演算部４２は、移動入力スイッチ４５の操作に基づいて、油圧ショベルが充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された電動機２８の消費電力量を算出してもよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態において、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、解除スイッチ２６の指示が入力されてから所定時間が経過するまで、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御し、所定時間が経過した後、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を遮断位置に制御する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、解除スイッチ２６の指示が入力されている間だけ、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御し、解除スイッチ２６の指示の入力が中断されれば、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を遮断位置に制御してもよい。あるいは、例えば、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、解除スイッチ２６の指示が入力されている間だけでなく、その指示の入力が中断されても、作業ロック弁３６Ａ，３６Ｂ等を連通位置に制御してもよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態において、全ての作業用油圧アクチュエータの駆動に係わる複数のパイロットラインに複数の作業ロック弁をそれぞれ設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、作業装置９の駆動（詳細には、スイング用油圧シリンダ、ブーム用油圧シリンダ１４、アーム用油圧シリンダ１５、及びバケット用油圧シリンダ１６の駆動）に係わる複数のパイロットラインだけに複数の作業ロック弁を設けてもよい。すなわち、コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、バッテリ装置１９の蓄電量が閾値まで低下した場合に、作業装置９の駆動だけを禁止するように複数の作業ロック弁を制御してもよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態において、操作装置（詳細には、減圧弁）の二次側であるパイロットラインに作業ロック弁を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、操作装置（詳細には、減圧弁）の一次側に作業ロック弁を設けてもよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態において、操作装置は、操作レバー（又は操作ペダル）の操作量に対応したパイロット圧を生成する減圧弁を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、操作装置は、操作レバー（又は操作ペダル）の操作量に対応した電気信号を生成して減圧弁に出力するポテンショメータを備えてもよい。この変形例では、作業ロック装置として、開閉器をポテンショメータの一次側又は二次側に設ければよい。コントローラ３７の作業ロック制御部４４は、バッテリ装置１９の蓄電量が閾値まで低下した場合に、前述した開閉器を開状態に制御して作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止し、解除スイッチ２６の指示が入力された場合に、開閉器を閉状態に制御して作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を一時的に解除すればよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態において、電動式油圧ショベルは、作業ロック装置及び解除スイッチ２６を備え、コントローラ３７は、作業ロック制御部４４を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、上述した効果の一部が得られないものの、電動式油圧ショベルは、作業ロック装置及び解除スイッチ２６を備えず、コントローラ３７は、作業ロック制御部４４を有しなくともよい。

また、上記一実施形態において、コントローラ３７は、始動・停止制御部４１を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、コントローラ３７は、始動・停止制御部４１を有せず、始動・停止制御部を有する別のコントローラを設けてもよい。

なお、以上においては、電動式油圧ショベルに本発明を適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば電動式油圧クレーン等に本発明を適用してもよい。

７走行用油圧モータ
１４ブーム用油圧シリンダ
１５アーム用油圧シリンダ
１６バケット用油圧シリンダ
１９バッテリ装置（蓄電装置）
２４表示装置
２６解除スイッチ
２８電動機
２９油圧ポンプ
３６Ａ，３６Ｂ作業ロック弁（作業ロック装置）
３７コントローラ
３９入力装置
４０測位装置
４５移動入力スイッチ

Claims

蓄電装置と、前記蓄電装置の電力によって駆動される電動機と、前記電動機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って駆動される走行用油圧モータ及び作業用油圧アクチュエータと、コントローラと、表示装置とを備えた電動式建設機械において、
前記建設機械の移動情報を取得する移動情報取得装置を更に備え、
前記コントローラは、
前記移動情報取得装置で取得された前記建設機械の移動情報に基づいて、前記建設機械が充電設備から出発してから作業現場に到着するまでの間に消費された前記電動機の消費電力量を算出して記憶し、
前記蓄電装置の蓄電量から前記消費電力量を減算して前記作業現場で消費可能な電量を算出し、
前記作業現場で消費可能な電量に基づいて前記作業現場で稼動可能な時間を算出し、
前記作業現場で稼動可能な時間を前記表示装置に表示させることを特徴とする電動式建設機械。
請求項１に記載の電動式建設機械において、
前記コントローラは、前記建設機械が前記作業現場で稼動したときに消費された前記電動機の消費電力量に基づいて単位時間あたりの平均消費電力を算出し、前記作業現場で消費可能な電量を前記平均消費電力で除算して前記作業現場で稼動可能な時間を算出することを特徴とする電動式建設機械。
請求項１に記載の電動式建設機械において、
前記移動情報取得装置は、前記充電設備及び前記作業現場の位置を入力する入力装置と、前記建設機械の位置を測定する測位装置とで構成されており、
前記コントローラは、前記入力装置から入力された前記充電設備及び前記作業現場の位置と前記測位装置で測定された前記建設機械の位置に基づいて、前記建設機械が前記充電設備から出発してから前記作業現場に到着するまでの間に消費された前記電動機の消費電力量を算出することを特徴とする電動式建設機械。
請求項１に記載の電動式建設機械において、
前記移動情報取得装置は、前記建設機械が前記充電設備から出発したときと前記建設機械が前記作業現場に到着したときに操作される移動入力スイッチであり、
前記コントローラは、前記移動入力スイッチの操作に基づいて、前記建設機械が前記充電設備から出発してから前記作業現場に到着するまでの間に消費された前記電動機の消費電力量を算出することを特徴とする電動式建設機械。
請求項１に記載の電動式建設機械において、
前記作業用油圧アクチュエータの駆動の許可と禁止を切換える作業ロック装置と、
前記作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を解除する指示を入力する解除スイッチとを備え、
前記コントローラは、
前記建設機械が前記充電設備から出発してから前記作業現場に到着するまでの間に消費された前記消費電力量より予め設定された所定値だけ高くなるように蓄電量の閾値を設定し、
前記蓄電装置の蓄電量が前記閾値まで低下した場合に、前記作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止するように前記作業ロック装置を制御し、
その後、前記解除スイッチの指示が入力された場合に、前記作業用油圧アクチュエータの駆動禁止を解除するように前記作業ロック装置を制御することを特徴とする電動式建設機械。
請求項５に記載の電動式建設機械において、
前記コントローラは、前記解除スイッチの指示が入力されてから予め設定された所定時間が経過するまで、前記作業用油圧アクチュエータの駆動を許可するように前記作業ロック装置を制御し、前記所定時間が経過した後、前記作業用油圧アクチュエータの駆動を禁止するように前記作業ロック装置を制御することを特徴とする電動式建設機械。