特開 2023-176797 建設機械の管理システム、建設機械

(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】P2023176797

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】建設機械の管理システム、建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20231206BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20231206BHJP

   G06Q 50/08 20120101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 C

E02F9/00 Q

B60K1/04 A

G06Q50/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022089278

(22)【出願日】2022-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】本田 圭二

(72)【発明者】

【氏名】佐野 裕介

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 将

【テーマコード（参考）】

2D015

3D235

5L049

【Ｆターム（参考）】

2D015CA00

3D235AA19

3D235BB20

3D235BB57

3D235CC01

3D235CC15

3D235EE63

3D235HH12

3D235HH61

3D235HH63

5L049CC07

(57)【要約】

【課題】建設機械に対するエネルギの補給に要する時間を短縮することを目的としている。
【解決手段】下部走行体と、前記下部走行体に、旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に着脱可能な状態で搭載されたエネルギ蓄積部と、を有する建設機械と、他の前記エネルギ蓄積部を前記建設機械の近傍まで搬送し、前記建設機械に搭載された前記エネルギ蓄積部を、他の前記エネルギ蓄積部に交換する搬送移動体と、を有する建設機械の管理システムである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、
前記下部走行体に、旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に着脱可能な状態で搭載されたエネルギ蓄積部と、を有する建設機械と、
他の前記エネルギ蓄積部を前記建設機械の近傍まで搬送し、前記建設機械に搭載された前記エネルギ蓄積部を、他の前記エネルギ蓄積部に交換する搬送移動体と、を有する建設機械の管理システム。

【請求項2】

前記建設機械は、
前記エネルギ蓄積部の交換のタイミングを検出すると、前記エネルギ蓄積部の交換要求を出力する検出部と、
前記交換要求を出力した後に、前記建設機械の状態を動作不能の状態とする動作状態制御部と、を有する、請求項１記載の建設機械の管理システム。

【請求項3】

前記建設機械は、
前記搬送移動体から前記エネルギ蓄積部の交換の完了を示す通知を受けて、前記搬送移動体に対して退去指示を行う通信制御部を有し、
前記動作状態制御部は、
前記搬送移動体が前記建設機械の近傍から退去した後に、前記建設機械の状態を動作可能な状態に切り替える、請求項２記載の建設機械の管理システム。

【請求項4】

前記エネルギ蓄積部は、充放電が可能な蓄電部、又は、燃料を貯蔵する燃料タンク、又は、水素が充填された水素タンクの何れかである、請求項１記載の建設機械の管理システム。

【請求項5】

前記建設機械は、着脱可能な状態で搭載された尿素水を貯蔵する尿素水タンクを有し、
前記搬送移動体は、前記尿素水タンクの交換を行う、請求項１記載の建設機械の管理システム。

【請求項6】

下部走行体と、
前記下部走行体に、旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に、着脱可能な状態で搭載されたエネルギ蓄積部と、を有する建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械の管理システム、建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来では、車体に着脱可能な燃料タンクと、燃料タンクを昇降して積み降ろし作業を行なうタンク昇降装置とを設け、燃料の補給作業に要する時間を短縮する建設機械が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２４０１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来の技術では、例えば、作業現場で作業する全ての建設機械の燃料の補給作業に要する時間を短縮するためには、全ての建設機械にタンク昇降装置を取り付ける必要があり、容易ではない。

【0005】

開示の技術は、建設機械に対するエネルギの補給に要する時間を短縮することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施例に係る建設機械の管理システムは、下部走行体と、前記下部走行体に、旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に着脱可能な状態で搭載されたエネルギ蓄積部と、を有する建設機械と、他の前記エネルギ蓄積部を前記建設機械の近傍まで搬送し、前記建設機械に搭載された前記エネルギ蓄積部を、他の前記エネルギ蓄積部に交換する搬送移動体と、を有する建設機械の管理システムである。

【0007】

本発明の実施例に係る建設機械は、下部走行体と、前記下部走行体に、旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に着脱可能な状態で搭載されたエネルギ蓄積部と、を有する建設機械である。

【発明の効果】

【0008】

建設機械に対するエネルギの補給に要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態のショベルの側面図である。

【図2】実施形態のショベルの上面図である。

【図3】実施形態の建設機械の管理システムのシステム構成の一例を示す図である。

【図4】実施形態のショベルのコントローラの機能について説明する図である。

【図5】実施形態の管理システムの動作を説明するシーケンス図である。

【図6】別の実施形態のショベルの上面図である。

【図7】さらに別の実施形態のショベルの上面図である。

【図8】さらに別の実施形態のショベルのコントローラの機能を説明する図である。

【図9】さらに別の実施形態の管理システムの動作を説明するシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態）
図１、図２を参照して、本実施形態の建設機械について説明する。以下の実施形態の説明では、ショベル１００を建設機械の一例として説明する。

【0011】

図１は、ショベルの側面図である。ショベル１００は、下部走行体１、旋回機構２、上部旋回体３を有する。ショベル１００において、下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。また、下部走行体１は、走行用油圧モータによって回転駆動される無限軌道（履帯）であるクローラベルト１ａを有する。クローラベルト１ａは、複数のシュープレートを有する。

【0012】

上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。

【0013】

ブーム４、アーム５、バケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成している。そして、ブーム４は、ブームシリンダ７により駆動され、アーム５は、アームシリンダ８により駆動され、バケット６は、バケットシリンダ９により駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。

【0014】

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度」とする。）を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。

【0015】

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度」とする。）を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。

【0016】

バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度」とする。）を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。

【0017】

ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及び、バケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、又は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。

【0018】

ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。

【0019】

バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。

【0020】

ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。

【0021】

バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。

【0022】

上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられている。また、上部旋回体３には、コントローラ３０（制御部）、表示装置４０、入力装置４２、音声出力装置４３、記憶装置４７、測位装置Ｐ１、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、撮像装置Ｓ６及び通信装置Ｔ１が取り付けられている。

【0023】

コントローラ３０は、ショベル１００の駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。各種機能は、例えば、オペレータ（操作者）によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、オペレータによるショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能の少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0024】

表示装置４０は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置４０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。

【0025】

入力装置４２は、オペレータが各種情報をコントローラ３０に入力できるように構成されている。入力装置４２は、キャビン１０内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも１つを含む。

【0026】

音声出力装置４３は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置４３は、例えば、コントローラ３０に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、音声出力装置４３は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力するように構成されている。

【0027】

記憶装置４７は、各種情報を記憶するように構成されている。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。

【0028】

記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。目標施工面は、ショベル１００のオペレータが設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。

【0029】

測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置を測定するように構成されている。つまり、測位装置Ｐ１は、ショベル１００の位置情報を取得する。また、測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを測定できるように構成されていてもよい。

【0030】

本実施形態では、測位装置Ｐ１は、例えばＧＮＳＳコンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。そのため、測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを検出する向き検出装置としても機能し得る。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサであってもよい。

【0031】

機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は仮想水平面に対する上部旋回体３の前後軸回りの前後傾斜角及び左右軸回りの左右傾斜角を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。

【0032】

旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角度を検出或いは算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。

【0033】

撮像装置Ｓ６は、空間認識装置の一例であり、ショベル１００の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方の空間を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方の空間を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方の空間を撮像する右カメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方の空間を撮像する後カメラＳ６Ｂを含む。

【0034】

撮像装置Ｓ６は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラ、距離画像カメラ等であってもよい。また、撮像装置Ｓ６は、３次元距離画像センサ、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ又は赤外線センサ等の他の空間認識装置で置き換えられてもよく、他の空間認識装置とカメラとの組み合わせで置き換えられてもよい。

【0035】

前カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられている。但し、前カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。左カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、右カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、後カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

【0036】

空間認識装置は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知するように構成されていてもよい。物体は、例えば、地形形状（傾斜若しくは穴等）、電線、電柱、人、動物、車両、建設機械、建造物、壁、ヘルメット、安全ベスト、作業服、又は、ヘルメットにおける所定のマーク等である。空間認識装置７０は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも１つを識別できるように構成されていてもよい。空間認識装置は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。空間認識装置は、空間認識装置又はショベル１００から空間認識装置によって認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。

【0037】

本実施形態のコントローラ３０は、上述した各種のセンサから出力される値、測位装置Ｐ１、撮像装置Ｓ６を含む空間認識装置から出力される情報を含む走行データを取得し、
記憶装置４７に格納する。つまり、本実施形態の走行データには、各種センサの値、ショベル１００位置を示す位置情報、撮像装置Ｓ６によって撮像された画像データが含まれる。

【0038】

通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。具体的には、通信装置Ｔ１は、コントローラ３０が取得した走行データを、後述する管理装置３００（図３参照）に送信してもよい。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。外部機器は、例えば、外部施設に設置されたサーバ等の管理装置３００であってもよく、ショベル１００の周囲の作業者が携帯しているスマートフォン等の支援装置であってもよい。

【0039】

外部機器は、例えば、１又は複数のショベル１００に関する施工情報を管理できるように構成されている。施工情報は、例えば、ショベル１００の稼動時間、燃費及び作業量等の少なくとも１つに関する情報を含む。作業量は、例えば、掘削した土砂の量、及び、ダンプトラックの荷台に積み込んだ土砂の量等である。

【0040】

ショベル１００は、通信装置Ｔ１を介し、所定の時間間隔でショベル１００に関する施工情報を外部機器に送信するように構成されていてもよい。この構成により、ショベル１００の外部にいる作業者又は管理者等は、管理装置３００又は支援装置に接続されているモニタ等の表示装置を通じて施工情報を含む各種情報を視認できる。

【0041】

外部機器は、積載重量測定装置を備えたダンプトラックに搭載されている通信装置であってもよく、ダンプトラックの重量を測定する台貫に接続された通信装置であってもよい。この場合、ショベル１００は、ダンプトラック又は台貫からの情報に基づき、ダンプトラックの荷台に積載された土砂等の重量を取得できる。

【0042】

図２は、ショベルの上面図である。図２に示すように、ショベル１００の上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が搭載されている。また、上部旋回体３には、蓄電部５１、インバータ５２、モータ５３を有する。

【0043】

蓄電部５１は、上部旋回体３に対して着脱が可能であり、インバータ５２を介してモータ５３に電力を供給する。つまり、蓄電部５１は、ショベル１００の駆動に必要なエネルギを蓄積するエネルギ蓄積部の一例であり、ショベル１００から着脱可能な状態で上部旋回体３に搭載されている。また、蓄電部５１は、例えば、充放電が可能なキャパシタ、又は、リチウムイオン電池等である。

【0044】

また、本実施形態の蓄電部５１は、上部旋回体３の後方（－Ｘ方向）に配置されており、カウンタウェイトを兼ねていてもよい。なお、蓄電部５１の重量が不足する場合には、蓄電部５１の近傍に、別途ウェイトを搭載してもよい。

【0045】

本実施形態のインバータ５２は、蓄電部５１から供給される電圧を、モータ５３の回転数に合わせて制御する。モータ５３は、インバータ５２から供給される電圧によって駆動し、油圧ポンプとしてのメインポンプ１４を駆動させる。

【0046】

コントロールバルブ１７は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、右側走行用油圧モータ、左側走行用油圧モータ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ等の油圧アクチュエータに接続されている。旋回用油圧モータは旋回用電動発電機であってもよい。

【0047】

メインポンプ１４は作動油ライン１４ａを通じて作動油タンク１９から作動油を吸入し、且つ、作動油ライン１４ｂを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。コントロールバルブ１７に供給された作動油は、油圧アクチュエータを経由した後で或いは油圧アクチュエータを経由せずに、作動油ライン１４ｃを通じて作動油タンク１９に戻される。

【0048】

パイロットポンプ１５はパイロットライン１５ａを通じて作動油タンク１９から作動油を吸入し、且つ、パイロットライン１５ｂを通じてコントロールバルブ１７内のスプール弁のパイロットポートに作動油を供給する。パイロットポートに供給された作動油は、必要に応じ、パイロットライン１５ｃを通じて作動油タンク１９に戻される。

【0049】

作動油タンク１９内の作動油は、電動オイルポンプ等により、作動油ライン１６ａを通じてオイルクーラ（図示せず。）に供給される。オイルクーラで冷却された作動油は、作動油ライン１６ｃを通じて作動油タンク１９に戻される。

【0050】

次に、図３を参照して、図１、図２で説明したショベル１００を含む、建設機械の管理システムについて説明する。図３は、実施形態の建設機械の管理システムのシステム構成の一例を示す図である。

【0051】

本実施形態の建設機械の管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、搬送移動体２００と、管理装置３００とを含む。以下の説明では、建設機械の管理システムＳＹＳを、単に管理システムＳＹＳと表現する場合がある。

【0052】

本実施形態の管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００と、搬送移動体２００とは、例えば、広域通信網を介さずに、互いと無線で通信することができる。また、ショベル１００と、搬送移動体２００とは、それぞれが、広域通信網を介して管理装置３００と通信することができる。

【0053】

本実施形態の管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００は、例えば、コントローラ３０により、蓄電部５１の残容量が一定の値以下になったことが検知されると、通信装置Ｔ１によって、管理装置３００に対して蓄電部５１の交換要求を送信してもよい。

【0054】

管理装置３００は、交換要求を受け付けると、搬送移動体２００に対して、ショベル１００の蓄電部５１の交換指示を通知し、搬送移動体２００により、ショベル１００の蓄電部５１を交換させる。

【0055】

本実施形態の搬送移動体２００は、ショベル１００の近傍まで、充電された他の蓄電部５１を搬送し、上部旋回体３に装着された蓄電部５１と、他の蓄電部５１とを交換する。本実施形態の搬送移動体２００は、上部旋回体３に装着された蓄電部５１を取り外すこと、搬送した他の蓄電部５１を上部旋回体３に装着すること、ができるものであれば、どのようなものであってもよい。具体的には、例えば、搬送移動体２００は、フォークリフトのようなものであってもよいし、ドローンのような飛行体であってもよい。

【0056】

また、図３の例では、管理装置３００は１台の情報処理装置により実現されるものとしたが、これに限定されない。管理装置３００は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。言い換えれば、管理装置３００により実現される機能は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。

【0057】

図４は、実施形態のショベルのコントローラの機能について説明する図である。本実施形態のショベル１００のコントローラ３０は、残容量監視部３１、交換検出部３２、通信制御部３３、動作状態制御部３４、接続状態判定部３５を有する。

【0058】

残容量監視部３１は、蓄電部５１の残容量を監視する。交換検出部３２は、蓄電部５１の残容量に応じて、蓄電部５１の交換が必要となったことを検出する。言い換えれば、交換検出部３２は、蓄電部５１の交換のタイミングを検出する。

【0059】

通信制御部３３は、通信装置Ｔ１を用いた外部装置との通信を制御する。具体的には、通信制御部３３は、ショベル１００と搬送移動体２００との通信や、ショベル１００と管理装置３００との通信を制御する。

【0060】

動作状態制御部３４は、ショベル１００の動作の状態を制御する。具体的には、動作状態制御部３４は、ショベル１００の動作を停止させたり、動作を可能としたりする。接続状態判定部３５は、蓄電部５１の交換後の接続状態を判定する。

【0061】

次に、図５を参照して、本実施形態の管理システムＳＹＳの動作を説明する。図５は、実施形態の管理システムの動作を説明するシーケンス図である。

【0062】

本実施形態の管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００は、コントローラ３０の交換検出部３２により、蓄電部５１の交換が必要であることを検出する（ステップＳ５０１）。具体的には、交換検出部３２は、残容量監視部３１が監視している蓄電部５１の残容量が所定の閾値以下となったときに、蓄電部５１の交換が必要であるものとする。

【0063】

続いて、ショベル１００は、通信制御部３３により、管理装置３００に対して、蓄電部５１の交換要求を送信する（ステップＳ５０２）。

【0064】

続いて、ショベル１００は、動作状態制御部３４は、ショベル１００を動作不能の状態とする（ステップＳ５０３）。

【0065】

具体的には、動作状態制御部３４は、インバータ５２をオフ状態とし、モータ５３への電力の供給を遮断して、動作を停止させてもよい。また、動作状態制御部３４は、ゲートロック弁を閉状態として、ショベル１００の動作を停止させてもよい。

【0066】

管理装置３００は、ショベル１００からの交換要求を受け付けると、搬送移動体２００に対して移動指示を通知する（ステップＳ５０４）。

【0067】

具体的には、本実施形態では、ショベル１００から管理装置３００に送信される交換要求に、ショベル１００の位置情報が含まれていてもよく、管理装置３００は、搬送移動体２００に対し、ショベル１００の位置情報と共に移動指示を送信してもよい。

【0068】

搬送移動体２００は、移動指示を受けて、他の蓄電部５１を搬送しながらショベル１００の近傍まで移動する（ステップＳ５０５）。続いて、搬送移動体２００は、ショベル１００に対して、蓄電部５１の交換が可能な位置に到着したことを示す通知を送信する（ステップＳ５０６）。

【0069】

ショベル１００は、この通知を受信すると、搬送移動体２００を認識し、搬送移動体２００に対して、蓄電部５１の交換が可能であることを示す通知を送信する（ステップＳ５０７）。

【0070】

搬送移動体２００は、この通知を受けて、ショベル１００に装着されている蓄電部５１を、搬送してきた他の蓄電部５１に交換する（ステップＳ５０８）。具体的には、搬送移動体２００は、上部旋回体３に装着されている蓄電部５１を取り外し、搬送してきた他の蓄電部５１を上部旋回体３に装着させる。

【0071】

続いて、搬送移動体２００は、交換が完了すると、ショベル１００に対し、交換が完了したことを示す通知を送信する（ステップＳ５０９）。

【0072】

ショベル１００は、交換が完了したことを示す通知を受信すると、接続状態判定部３５により、他の蓄電部５１とインバータ５２とが接続されているか否かを判定する（ステップＳ５１０）。

【0073】

具体的には、接続状態判定部３５は、新たに装着された他の蓄電部５１の残容量の検出が可能か否かを判定してもよい。残容量が検出できない場合、他の蓄電部５１が正しく装着されていないことがわかる。したがって、この場合は、コントローラ３０は、通信制御部３３により、搬送移動体２００と管理装置３００に対して、エラー通知を送信してもよい。また、本実施形態では、蓄電部５１の交換作業を複数回繰り返してもエラーとなる場合には、管理装置３００に対してサービスマンの派遣を要求するメッセージ等を送信してもよい。

【0074】

また、接続状態判定部３５は、残容量が検出された場合に、検出された残容量が、所定の値以上であるか否かを判定してもよい。例えば、ここで検出された残容量が、所定の閾値以下であった場合、蓄電部５１は、交換されていないことがわかる。したがって、この場合は、コントローラ３０は、通信制御部３３により、搬送移動体２００と管理装置３００に対して、エラー通知を送信してもよい。

【0075】

さらに、接続状態判定部３５は、残容量が、所定の閾値より大きい場合であっても、一定の値以下である場合には、他の蓄電部５１が満充電ではないと判定し、通信制御部３３により、満充電ではないことを示す通知等を管理装置３００に送信してもよい。

【0076】

なお、図５では、蓄電部５１の交換が正常に行われた場合を示している。

【0077】

コントローラ３０は、新たに装着された他の蓄電部５１の接続を確認すると、通信制御部３３により、搬送移動体２００に対して帰還指示を送信する（ステップＳ５１１）。言い換えれば、コントローラ３０は、搬送移動体２００に対し、ショベル１００から離れるように退去指示を行う。

【0078】

搬送移動体２００は、この帰還指示を受けて、ショベル１００から離れるように移動する（ステップＳ５１２）。具体的には、搬送移動体２００は、例えば、搬送移動体２００の待機所等に向かって移動してもよい。

【0079】

搬送移動体２００は、待機所等への帰還が完了すると、帰還したこと示す通知を管理装置３００に送信する（ステップＳ５１３）。

【0080】

ショベル１００は、搬送移動体２００が移動した後に、動作状態制御部３４により、ショベル１００の状態を、動作が可能な状態に切り替える（ステップＳ５１４）。具体的には、動作状態制御部３４は、インバータ５２をオン状態に切り替え、モータ５３に対する電力の供給を再開させてもよい。また、動作状態制御部３４は、例えば、ゲートロック弁を閉状態から開状態へ切り替えてもよい。

【0081】

また、このとき、コントローラ３０は、搬送移動体２００とショベル１００との距離が所定の距離以上となったことが検出されると、動作が可能に状態への切り替えを行ってもよい。

【0082】

このように、本実施形態では、搬送移動体２００がショベル１００の近傍まで接近している状態では、ショベル１００の動作を停止させる。したがって、本実施形態では、蓄電部５１の交換作業における安全性を向上させることができる。

【0083】

また、本実施形態では、蓄電部５１を着脱可能にする以外に大きな装置を追加する必要がない。また、本実施形態では、ショベル１００が蓄電部５１の交換のために移動する必要がないため、作業効率を低下させることがない。さらに、ショベル１００に対するエネルギの補給に要する時間を短縮することができる。

【0084】

なお、本実施形態では、管理システムＳＹＳは、ショベル１００と搬送移動体２００と管理装置３００とを含み、蓄電部５１の交換要求は管理装置３００に送信されるものとしたが、これに限定されない。

【0085】

管理システムＳＹＳは、管理装置３００を含まなくてもよい。その場合、図５に示す動作は、ショベル１００と搬送移動体２００との通信によって実現される。具体的には、例えば、ショベル１００から出力される蓄電部５１の交換要求は、直接搬送移動体２００に送信されてよい。搬送移動体２００は、この交換要求を受け付けると、ショベル１００に接近するための移動を開始してもよい。このようにすれば、管理装置３００が不要となり、通信処理にかかる負荷が軽減できる。

【0086】

（別の実施形態）
以下に、図６を参照して、別の実施形態について説明する。別の実施形態では、ショベル１００の上部旋回体３に、複数の蓄電部５１が装着されている。

【0087】

図６は、別の実施形態のショベルの上面図である。図６に示すショベル１００では、上部旋回体３に複数の蓄電部５１ａ、蓄電部５１ｂが装着されている。また、図６の例では、蓄電部５１ａ、蓄電部５１ｂは、作動油タンク１９の前方（＋Ｘ方向）に並んで配置されている。言い換えれば、複数の蓄電部５１は、上部旋回体３の後方（－Ｘ方向）に配置されたカウンタウェイトとは異なる位置に配置されている。

【0088】

図６に示すショベル１００は、蓄電部５１ａ、蓄電部５１ｂのうち、何れか一方からの電力の供給が遮断された状態であっても、他方の蓄電部５１から供給される電力により、作業を継続することができる。

【0089】

したがって、本実施形態では、例えば、蓄電部５１ａと蓄電部５１ｂのうち、何れか一方の残容量が所定の閾値未満となった場合であっても、交換要求を管理装置３００に送信せずに、一定の時間作業を継続することができる。このため、本実施形態によれば、作業効率を向上させることができる。

【0090】

なお、本実施形態では、例えば、蓄電部５１ａ、蓄電部５１ｂのうち、何れか一方からのみ電力が供給される場合には、コントローラ３０は、一定以上の負荷がかかる動作を禁止するように、ショベル１００を制御してもよい。

【0091】

なお、図６の例では、蓄電部５１は２つとしたが、蓄電部５１の数は２つに限定されず、任意の数であってよい。

【0092】

（さらに他の実施形態）
以下に、図７乃至図９を参照して、さらに別の実施形態について説明する。図７は、さらに別の実施形態のショベルの上面図である。

【0093】

本実施形態のショベル１００Ａは、エンジン１１とエンジンルームＥＲとを有する。エンジンルームＥＲ内において、エンジン１１の左側（＋Ｙ側）には冷却ファン１１ｃが設置されている。そして、冷却ファン１１ｃの左側には熱交換機ユニット１１ｄが設置されている。冷却ファン１１ｃは、エンジン１１によって駆動される。熱交換機ユニット１１ｄは、ラジエータ、オイルクーラ、インタークーラ、燃料クーラ等を含む。

【0094】

エンジンルームＥＲ内において、エンジン１１は、吸気管１１ａを通じて外気を取り込む。そして、排気管１１ｂを通じて排気ガスを排気ガス処理装置１１ｅに向けて排出する。

【0095】

排気ガス処理装置１１ｅは、例えば、排気ガス中のＮＯｘを浄化する選択還元触媒システムである。排気ガス処理装置１１ｅは、例えば、排気管１１ｂ内に設置された選択還元触媒の上流側で尿素水を噴射して排気ガス中のＮＯｘを還元し、この還元反応を還元触媒により促進してＮＯｘを無害化する。

【0096】

作動油タンク１９の前側（＋Ｘ側）に、燃料を貯蔵する燃料タンク２０、尿素水を貯蔵する尿素水タンク２１が搭載されている。燃料タンク２０と尿素水タンク２１とは、ブーム４を挟んでキャビン１０の反対側（－Ｙ側）に設置されている。尿素水タンク２１の前側には、工具箱２２が設置されている。

【0097】

本実施形態の燃料タンク２０と尿素水タンク２１は、上部旋回体３から着脱可能である。言い換えれば、本実施形態の燃料タンク２０と尿素水タンク２１とのそれぞれは、搬送移動体２００によって取り外しと、取り付けが可能である。また、本実施形態の燃料タンク２０は、ショベル１００Ａの駆動に必要なエネルギを蓄積するエネルギ蓄積部の一例であり、ショベル１００Ａから着脱可能な状態で上部旋回体３に搭載されている。

【0098】

また、本実施形態では、エネルギ蓄積部の一例として、燃料タンク２０の代わりに、水素が充填された水素タンクを用いてもよい。燃料に水素を用いる場合には、尿素タンク２１を省略することができる。

【0099】

図８は、さらに別の実施形態のショベルのコントローラの機能を説明する図である。本実施形態のコントローラ３０Ａは、残量監視部３１Ａ、交換検出部３２Ａ、通信制御部３３、動作状態制御部３４、装着状態判定部３５Ａを有する。

【0100】

残量監視部３１Ａは、燃料タンク２０に貯蔵された燃料の残量を監視する。交換検出部３２Ａは、残量監視部３１Ａが監視している燃料の残量が所定の閾値以下となったとき、燃料タンク２０の交換が必要であると判断する。また、残量監視部３１Ａ、交換検出部３２Ａは尿素水タンク２１に貯蔵された尿素水の残量を監視し、交換を判断するようにしてもよい。装着状態判定部３５Ａは、燃料タンク２０と交換される新たな他の燃料タンク２０が正しく装着されたか否かを判定する。また装着状態判定部３５Ａは、尿素水タンク２１と交換される新たな他の尿素水タンク２１が正しく装着されたか否かを判定する。

【0101】

図９は、さらに別の実施形態の管理システムの動作を説明するシーケンス図である。本実施形態のショベル１００Ａは、交換検出部３２Ａにより、残量監視部３１Ａにより監視されている燃料タンク２０内の燃料の残量が、所定の閾値以下となったことを検出する（ステップＳ９０１）。

【0102】

続いて、ショベル１００Ａは、管理装置３００に対して燃料タンク２０の交換要求を送信する（ステップＳ９０２）。図９のステップＳ９０３からステップＳ９０６までの処理は、図５のステップＳ５０３からステップＳ５０６までの処理と同様であるから、説明を省略する。

【0103】

ショベル１００Ａは、搬送移動体２００が到着したことを示す通知を受信すると、通信制御部３３により、燃料タンク２０の交換が可能であることを示す通知を搬送移動体２００へ送信する（ステップＳ９０７）。

【0104】

搬送移動体２００は、この通知を受けて、燃料タンク２０を、搬送してきた他の燃料タンク２０に交換する（ステップＳ９０８）。続いて、搬送移動体２００は、ショベル１００Ａに対し、燃料タンク２０の交換が完了したことを示す通知を送信する。

【0105】

ショベル１００Ａは、この通知を受けて、装着状態判定部３５Ａにより、新たに装着された他の燃料タンク２０に貯蔵された燃料の残量を確認する（ステップＳ９１０）。具体的には、装着状態判定部３５Ａは、残量監視部３１Ａにより監視されている残量が、所定の閾値より大きいか否かを判定してもよい。このとき、残量が所定の閾値以下である場合とは、燃料タンク２０が交換されていないことを示している。したがって、この場合、ショベル１００Ａは、搬送移動体２００と管理装置３００に対して、エラーを送信してもよい。

【0106】

また、装着状態判定部３５Ａは、残量監視部３１Ａにより監視されている残量が、一定の値以下であるか否かを判定してもよい。残量が一定の値以下である場合、ショベル１００Ａは、管理装置３００に対して、他の燃料タンク２０に貯蔵された燃料が満杯ではないことを示す通知を送信してもよい。図９では、正常に燃料タンク２０が交換された場合を示している。

【0107】

図９のステップＳ９１１からステップＳ９１４までの処理は、図５のステップＳ５１１からステップＳ５１４までの処理と同様であるから、説明を省略する。

【0108】

なお、図９では、燃料タンク２０が交換される場合を説明したが、同様の処理を尿素水タンク２１について行ってもよい。

【0109】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、条件、及び形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更され得る。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わされてもよい。

【符号の説明】

【0110】

２０ 燃料タンク
３０ コントローラ
３１ 残容量監視部
３１Ａ 残量監視部
３２、３２Ａ 交換検出部
３３ 通信制御部
３４ 動作状態制御部
３５ 接続状態判定部
３５Ａ 装着状態判定部
５１ 蓄電部
５２ インバータ
５３ モータ
１００ ショベル
２００ 搬送移動体
３００ 管理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】