特開 2024-108757 作業機械を制御するためのシステム、作業機械、及び作業機械を制御するための方法

(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】P2024108757

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】作業機械を制御するためのシステム、作業機械、及び作業機械を制御するための方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20240805BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240805BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20240805BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20240805BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240805BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20240805BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 C

E02F9/20 C

E02F9/20 N

B60L1/00 L

B60L15/20 J

B60L50/60

B60L58/12

H02J7/00 P

H02J7/00 302B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013292

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野村 真

【テーマコード（参考）】

2D003

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB00

2D003BA08

2D003CA02

2D003CA10

2D003DA04

2D003DB08

5G503BA01

5G503BB01

5G503DA17

5G503EA05

5G503FA06

5G503GB06

5H125AA12

5H125AC12

5H125BA01

5H125BA09

5H125EE08

5H125EE27

5H125EE41

(57)【要約】

【課題】蓄電装置の蓄電残量が低下した場合に、オペレータに充電を促すこと。
【解決手段】作業機を備え、蓄電装置２からの電力によって駆動する作業機械を制御するためのシステム１であって、作業機を操作するための操作装置と、コントローラ９と、を備える。コントローラ９は、操作装置５から操作指令を取得し、蓄電装置２の蓄電残量を検出し、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作装置からの操作指令に対する作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように制御信号を出力する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機を備え、蓄電装置からの電力によって駆動する作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機を操作するための操作装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作装置から操作指令を取得し、
前記蓄電装置の蓄電残量を検出し、
検出した前記蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、前記操作装置からの操作指令に対する前記作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように前記作業機を制御する、
システム。

【請求項2】

前記作業機械は、
前記作業機を動作させるための電動機を備え、
前記コントローラは、
前記電動機に供給する電流の増加の速さに制限をかける、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記作業機械は、
前記作業機を動作させるための電動機を備え、
前記コントローラは、
前記電動機の回転数の加速割合を低下させる、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記作業機械は、
前記作業機に作動油を供給するための可変容量型の油圧ポンプを備え、
前記コントローラは、
前記油圧ポンプから吐出される作動油流量の増加の速さに制限をかける、
請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記作業機械の走行を制御するための操作装置を備え、
前記コントローラは、
前記作業機械の走行を制御するための前記操作装置から操作指令を取得し、
検出した前記蓄電装置の蓄電残量によらず、前記作業機械の走行を制御するための前記操作装置からの操作指令に応じて前記作業機械の走行を制御する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

作業機と、
蓄電装置と、
前記作業機を操作するための操作装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作装置から操作指令を取得し、
前記蓄電装置の蓄電残量を検出し、
検出した前記蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、前記操作装置からの操作指令に対する前記作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように前記作業機を制御する、
作業機械。

【請求項7】

蓄電装置からの電力によって駆動する作業機械を制御するための方法であって、
作業機を操作するための操作装置から操作指令を取得することと、
前記蓄電装置の蓄電残量を検出することと、
検出した前記蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、前記操作装置からの操作指令に対する前記作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように前記作業機を制御すること、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業機械を制御するためのシステム、作業機械、及び作業機械を制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリ残量検出手段によって検出された検出値がバッテリ設定値に達した場合、警報を発し、さらに、警告が促された後に継続してアクチュエータの作動が行われ、異なるバッテリ設定値に達した場合、アクチュエータまたは電動機の作動を停止、または、アクチュエータの動作速度を低下、または電動機の回転速度を低下することで、オペレータにバッテリ残電気量がほとんど残っておらず、充電設備まで油圧作業機械を移動させる必要があることを認識させることができるバッテリ駆動の油圧作業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】特開平１１－１０７３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術においては、バッテリの蓄電残量が少なくなった場合に、蓄電残量が少なくなったことを報知する警報を発生させるが、一方で、油圧作業機械を充電設備まで移動させるだけの蓄電残量の余裕があることになる。すなわち、警報発生後でも、ある程度の作業が可能であるとすれば、機械を操作するオペレータは蓄電残量の余裕を見込んで作業を継続する可能性が高く、警報本来の機能を果たさない可能性がある。

【0005】

本開示は、蓄電装置の蓄電残量が低下した場合に、オペレータに充電を促すことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る作業機械を制御するためのシステムは、作業機を備え、蓄電装置からの電力によって駆動する作業機械を制御するためのシステムである。システムは、作業機を操作するための操作装置と、コントローラと、を備える。コントローラは、操作装置から操作指令を取得する。コントローラは、蓄電装置の蓄電残量を検出する。コントローラは、検出した蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作装置からの操作指令に対する作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機を制御する。

【0007】

本開示に係る作業機械は、作業機と、蓄電装置と、作業機を操作するための操作装置と、コントローラと、を備える。コントローラは、操作装置から操作指令を取得する。コントローラは、蓄電装置の蓄電残量を検出する。コントローラは、検出した蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作装置からの操作指令に対する作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機を制御する。

【0008】

本開示に係る作業機械を制御するための方法は、蓄電装置からの電力によって駆動する作業機械を制御するための方法であって、作業機を操作するための操作装置から操作指令を取得することと、蓄電装置の蓄電残量を検出することと、検出した蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作装置からの操作指令に対する作業機の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機を制御すること、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、蓄電装置の蓄電残量が低下した場合に、オペレータに充電を促すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態に係る作業機械の構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る作業機械の制御に関する構成を概略的に示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下していないときの作業機動作の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の一例を示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る作業機械を制御するための方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の変形例を示す図である。

【図8】図８は、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の変形例を示す図である。

【図9】図９は、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の変形例を示す図である。

【図10】図１０は、第２実施形態に係る作業機械の制御に関する構成を概略的に示す図である。

【図11】図１１は、第３実施形態に係る作業機械の制御に関する構成を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0012】

実施形態においては、作業機械の一例として、蓄電装置であるバッテリを動力源とする電気駆動式の油圧ショベルについて説明するが、本開示は、ショベル以外に、フォークリフト、ホイールローダ、ブルドーザ、ダンプトラック等の他の作業機械にも適用可能である。

【0013】

［第１実施形態］
＜作業機械＞
図１は、第１実施形態に係る作業機械の構成を概略的に示す斜視図である。図１に示されるように、実施形態における作業機械１００は、例えば油圧ショベルである。

【0014】

作業機械１００は、走行体１０２と、旋回体１０３と、作業機１０５とを備えている。走行体１０２は、走行モータ１７と、履帯１７１とを有している。履帯１７１は、右履帯１７１Ｒと左履帯１７１Ｌとを有している。作業機械１００は、履帯１７１の回転により走行可能である。なお、作業機械１００は、履帯１７１の代わりにタイヤを有していてもよい。

【0015】

旋回体１０３は、走行体１０２に旋回可能に支持されている。作業機１０５は、旋回体１０３に回動可能に連結される。作業機１０５は、ブーム１０５Ａと、アーム１０５Ｂと、バケット１０５Ｃとを有する。作業機１０５は、後述するシリンダ１８により駆動される。旋回体１０３は、運転室１１２を有している。運転室１１２内には、操作装置５を有する。作業機械１００は、システム１を備える。

【0016】

＜システム＞
図２は、第１実施形態に係る作業機械の制御に関する構成を概略的に示す図である。システム１は、蓄電装置２からの電力によって駆動する作業機械１００を制御するためのシステムである。システム１は、少なくとも１つ以上のプロセッサで構成されるコントローラ９を備える。

【0017】

図２に示すように、システム１は、蓄電装置２と、インバータ３と、電動機である電動モータ４と、操作装置５と、コントローラ９とを備える。システム１は、さらに、メイン油圧ポンプ１２と、パイロット油圧ポンプ１３と、油圧制御バルブ１５と、旋回モータ１６と、走行モータ１７と、シリンダ１８とを備える。実施形態において、旋回モータ１６、走行モータ１７、及びシリンダ１８は、メイン油圧ポンプ１２から供給される作動油によって駆動する油圧アクチュエータであるが、これに限られない。旋回モータ１６、走行モータ１７、及びシリンダ１８は、例えば、蓄電装置２からの電力によって駆動する電動式アクチュエータであってもよい。

【0018】

作業機械１００は、旋回モータ１６によって、旋回体１０３が旋回する。作業機械１００は、走行モータ１７によって、履帯１７１を回転駆動させることにより走行する。作業機械１００は、シリンダ１８によって、作業機１０５が作動する。実施形態において、作業機械１００は、右履帯１７１Ｒ及び左履帯１７１Ｌを回転駆動させるために、右走行モータ１７Ｒと左走行モータ１７Ｌとを備える。

【0019】

蓄電装置２は、作業機械１００が駆動する電力を供給する。蓄電装置２は、蓄電残量を示す充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）データをコントローラ９へ出力する。

【0020】

インバータ３は、蓄電装置２からの電力を電動モータ４へ供給する。インバータ３は、コントローラ９からのモータ制御指令信号に基づいて、電動モータ４へ電力を供給する。インバータ３は、コントローラ９からのモータ制御指令信号に基づいて、電動モータ４を制御する。

【0021】

電動モータ４は、蓄電装置２からの電力によって駆動する。電動モータ４は、作業機械１００の動力源である。電動モータ４は、作業機械１００を駆動させるための動力を供給する。電動モータ４は、メイン油圧ポンプ１２及びパイロット油圧ポンプ１３等を駆動する。電動モータ４は、メイン油圧ポンプ１２及びパイロット油圧ポンプ１３等に動力を出力する。

【0022】

操作装置５は、作業機械１００を操作するためのオペレータ入力装置である。操作装置５は、例えば、作業機操作レバー５１と、走行操作ペダル５２とを備えている。

【0023】

作業機操作レバー５１は、作業機１０５を制御するための作業機操作装置である。作業機操作レバー５１は、例えば、ブーム１０５Ａ、アーム１０５Ｂ、バケット１０５Ｃのそれぞれを制御するためにオペレータによって操作される。オペレータは、作業機操作レバー５１を操作することによって、ブーム１０５Ａ、アーム１０５Ｂ、バケット１０５Ｃを駆動するシリンダ１８の動作速度を制御する。作業機操作レバー５１は、図示しないレバー操作量センサを含む。レバー操作量センサは、例えば、操作量に応じて変化するパイロット圧を検出するパイロット圧センサなどである。レバー操作量センサは、作業機操作レバー５１の操作量を示す操作指令をコントローラ９へ出力する。

【0024】

図２においては、作業機操作レバー５１として記載しているが、操作レバーの数は限定されない。作業機操作レバー５１は、ブーム１０５Ａ、アーム１０５Ｂ、バケット１０５Ｃのそれぞれに対応付けられた操作レバーを有していてもよい。また、作業機操作レバー５１は、走行体１０２に対する旋回体１０３の旋回操作に対応付けられていてもよい。作業機操作レバー５１は、ブーム１０５Ａの操作、アーム１０５Ｂの操作、バケット１０５Ｃの操作、及び旋回体１０３の旋回操作うちいずれか２つの組み合わせを、１本の操作レバーで共用してもよい。

【0025】

走行操作ペダル５２は、作業機械１００の走行を制御するための走行操作装置である。走行操作ペダル５２は、例えば、作業機械１００の走行速度を制御するためにオペレータによって操作される。オペレータは、走行操作ペダル５２の操作することによって、走行モータ１７の回転速度を制御する。走行操作ペダル５２は、図示しないペダル操作量センサを含む。ペダル操作量センサは、例えば、ポテンショメータなどで構成されている。ペダル操作量センサは、走行操作ペダル５２の操作量を示す操作指令をコントローラ９へ出力する。

【0026】

メイン油圧ポンプ１２は、作業機１０５を動作させるための作動油を供給する。メイン油圧ポンプ１２は、電動モータ４によって駆動されて作動油を吐出する。メイン油圧ポンプ１２は、例えば、斜板の傾転角によって吐出容量が変化する可変容量型の油圧ポンプである。メイン油圧ポンプ１２は、斜板の傾転角を制御するための斜板駆動装置１１を有する。斜板駆動装置１１は、コントローラ９からの制御指令信号に基づいて、メイン油圧ポンプ１２から吐出される作動油の流量を制御する。斜板駆動装置１１は、メイン油圧ポンプ１２の斜板の傾転角を制御する。斜板駆動装置１１は、例えば、比例ソレノイド弁であり、コントローラ９からの通電電流に基づいて、メイン油圧ポンプ１２の斜板の傾転角を制御する。メイン油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、油圧回路を介して旋回モータ１６、走行モータ１７、及びシリンダ１８へ供給される。

【0027】

パイロット油圧ポンプ１３は、操作装置５に作動油を供給する。

【0028】

油圧制御バルブ１５は、流量方向制御弁である。油圧制御バルブ１５は、操作装置５の各操作レバーの操作方向に応じて図示しないスプールを移動させ、各油圧アクチュエータへの作動油の流量及び流れ方向を制御する。油圧制御バルブ１５は、操作装置５の操作量に応じた作動油を、旋回モータ１６、走行モータ１７及びシリンダ１８等の油圧アクチュエータに供給する。

【0029】

旋回モータ１６は、旋回体１０３を旋回させるための駆動力を生じさせる旋回用のモータである。旋回モータ１６は、メイン油圧ポンプ１２から吐出された作動油によって駆動される。

【0030】

走行モータ１７は、履帯１７１を回転させるための駆動力を生じさせる走行用のモータである。走行モータ１７は、メイン油圧ポンプ１２から吐出された作動油によって駆動される。走行モータ１７は、メイン油圧ポンプ１２からの作動油の吐出方向に応じて回転速度および方向が変更される。

【0031】

シリンダ１８は、作業機１０５を駆動するためのシリンダである。シリンダ１８は、メイン油圧ポンプ１２から吐出された作動油によって駆動される。シリンダ１８は、例えば、ブームシリンダ１２６Ａ、アームシリンダ１２６Ｂ、バケットシリンダ１２６Ｃである。

【0032】

コントローラ９は、少なくとも１つ以上のプロセッサを備える。コントローラ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。コントローラ９は、蓄電装置２と、インバータ３と、斜板駆動装置１１と、操作装置５とのそれぞれと電気的に接続される。

【0033】

コントローラ９は、蓄電装置２の蓄電残量を検出する。コントローラ９は、蓄電装置２から蓄電装置２の蓄電残量を示す充電状態データを取得する。

【0034】

コントローラ９は、操作装置５から操作指令を取得する。より詳しくは、コントローラ９は、作業機操作レバー５１から作業機操作指令を取得する。コントローラ９は、走行ペダル５２から走行操作指令を取得する。

【0035】

コントローラ９は、操作装置５からの操作指令に応じてインバータ３を制御することにより、電動モータ４の回転数を制御する。コントローラ９は、例えば、電動モータ４の回転数の目標値やゲインを調整して、電動モータ４へ供給するモータ電流を制御することにより、電動モータ４の回転数を制御する。

【0036】

コントローラ９は、操作装置５からの操作指令に応じて、メイン油圧ポンプ１２の斜板の傾転角を制御する制御指令信号を斜板駆動装置１１に出力することにより、メイン油圧ポンプ１２を制御する。言い換えると、コントローラ９は、操作装置５からの操作指令に応じて斜板駆動装置１１を制御することにより、メイン油圧ポンプ１２から吐出される作動油の流量や、吸収トルクを制御する。コントローラ９は、例えば、ゲインを調整したり、または、フィルタ処理したりすることにより、メイン油圧ポンプ１２の斜板の傾転速度を制御する。

【0037】

コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機１０５を制御する。言い換えると、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の加速追従性が低下するように作業機１０５を制御する。

【0038】

所定の閾値は、例えば、蓄電残量が２０％程度である。

【0039】

操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりを遅くするとは、例えば、電動モータ４に供給する電流の上昇加速度に制限をかけることである。

【0040】

実施形態では、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きい場合における、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の変化に比べて、作業機１０５の動作速度の変化を遅らせる。例えば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きいときに、作業機操作レバー５１からの操作指令に対して、作業機１０５の動作速度がＶまで時間Ｔで増加するものとして説明する。この場合、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下に低下したときには、コントローラ９は、作業機操作レバー５１からの操作指令に対して、作業機１０５の動作速度がＶまで増加するのに、時間Ｔ´（Ｔ＜Ｔ´）を要するように、加速追従性を低下させる。時間Ｔ´は、作業機操作レバー５１からの操作指令に対する作業機１０５の動作速度の加速追従性の低下していることをオペレータが体感できる程度に設定されていればよく、例えば、時間Ｔ´は、時間Ｔより１０％程度以上長い時間であってもよい。

【0041】

実施形態では、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、電動モータ４に供給する電流の増加の速さに制限をかけてもよい。より詳しくは、コントローラ９は、電動モータ４に供給する電流値の上昇加速度に制限をかけた制御指令信号をインバータ３に対して出力する。例えば、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置からフルレバー操作位置に操作されたとき、コントローラ９は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きいときに比べて、電動モータ４に供給する電流値の上昇加速度が小さいモータ制御指令信号をインバータ３に対して出力する。

【0042】

実施形態では、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、電動モータ４の回転数の加速割合を低下させてもよい。より詳しくは、コントローラ９は、電動モータ４の回転数の上昇加速度に制限をかけた制御指令信号をインバータ３に対して出力する。例えば、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置からフルレバー操作位置に操作されたとき、コントローラ９は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きいときに比べて、電動モータ４の回転数の上昇加速度が小さいモータ制御指令信号をインバータ３に対して出力する。

【0043】

実施形態では、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、メイン油圧ポンプ１２から吐出される作動油流量の増加の速さを制限してもよい。より詳しくは、コントローラ９は、メイン油圧ポンプ１２の斜板の傾転速度に制限をかけた制御指令信号を斜板駆動装置１１に対して出力する。例えば、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置からフルレバー操作位置に操作されたとき、コントローラ９は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きいときに比べて、メイン油圧ポンプ１２の斜板の傾転速度が制限されるように、斜板の傾転角を制御する制御指令信号を斜板駆動装置１１に出力する。

【0044】

また、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機１０５を制御するとともに、オペレータに報知してもよい。コントローラ９は、例えば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であること、充電が推奨されること、または、作業機１０５の動作速度の操作レスポンスを低下させていることをオペレータが認識できる報知を行う。オペレータへの報知は、コントローラ９からの制御指令信号に基づいて、例えば、図示しないモニタに表示したり、図示しないスピーカから音声を出力したり、図示しない警告灯を点灯させたりして行う。

【0045】

図３は、第１実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。コントローラ９は、コンピュータシステムを含む。コントローラ９は、作業機械１００を制御する指令信号を出力する。

【0046】

図３に示すように、コントローラ９は、プロセッサ１００１と、メインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、インタフェース１００４とを有する。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムを実行することによって、作業機械１００の動作を演算処理する。プロセッサ１００１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）である。メインメモリ１００２は、例えば、不揮発性メモリ又は揮発性メモリである。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）が例示される。揮発性メモリとして、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。ストレージ１００３は、一時的でない有形の記憶媒体である。ストレージ１００３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、及び半導体メモリ等である。ストレージ１００３は、コントローラ９のバスに直接接続された内部メディアでもよいし、インタフェース１００４又は通信回線を介してコントローラ９に接続される外部メディアでもよい。ストレージ１００３は、作業機械１００を制御するためのコンピュータプログラムを記憶する。なお、コントローラ９は、一体に限らず、複数のコントローラに分かれていてもよい。

【0047】

図４は、第１実施形態に係る、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下していないときの作業機動作の一例を示す図である。図４は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下していない状態、言い換えると、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きい状態における、レバー操作位置Ｐと、シリンダ速度Ｖｃ１と、シリンダ変位Ｄｃ１との関係を示す。図４に示すように、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置（０％）からフルレバー操作位置（１００％）に操作されたときを、０［ｓ］とする。シリンダ速度Ｖｃ１は、レバー操作直後（０［ｓ］）から上昇し、０．４［ｓ］において、最大速度に到達する。これにより、シリンダ変位Ｄｃ１は、０．４［ｓ］以降、傾きαで直線状に増加する。図４に示す例では、５［ｓ］において、シリンダ変位Ｄｃ１は５に到達している。蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値より大きい場合、コントローラ９は、シリンダ速度Ｖｃ１のように作業機１０５の動作速度が変化するように作業機１０５を制御する。

【0048】

図５は、第１実施形態に係る、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の一例を示す図である。図５は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下している状態、言い換えると、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である状態における、レバー操作位置Ｐと、シリンダ速度Ｖｃ２と、シリンダ変位Ｄｃ２との関係を示す。図５に示すように、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置（０％）からフルレバー操作位置（１００％）に操作されたときを、０［ｓ］とする。シリンダ速度Ｖｃ２は、レバー操作直後（０［ｓ］）から、図４に示すシリンダ速度Ｖｃ１よりも緩やかに上昇し、３［ｓ］において、最大速度に到達する。これにより、シリンダ変位Ｄｃ２は、レバー操作直後から、図４に示すシリンダ変位Ｄｃ１よりも緩やかに増加する。図５に示す例では、３［ｓ］以降、シリンダ変位Ｄｃ２は、傾きαの直線状に増加する。５［ｓ］において、シリンダ変位Ｄｃ２は４．２に到達している。蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である場合、コントローラ９は、シリンダ速度Ｖｃ２のように作業機１０５の動作速度が変化するように作業機１０５を制御する。

【0049】

＜制御方法＞
図６は、第１実施形態に係る作業機械を制御するための方法の一例を示すフローチャートである。コントローラ９は、操作装置５から入力される操作指令を取得する（ステップＳＴ１１）。

【0050】

コントローラ９は、蓄電装置２の蓄電残量を検出する（ステップＳＴ１２）。

【0051】

コントローラ９は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。コントローラ９は、ステップＳＴ１２で検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定した場合（ステップＳＴ１３でＹｅｓ）、ステップＳＴ１４へ進む。コントローラ９は、ステップＳＴ１２で検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下ではないと判定した場合（ステップＳＴ１３でＮｏ）、ステップＳＴ１５へ進む。

【0052】

蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定した場合（ステップＳＴ１３でＹｅｓ）、コントローラ９は、操作装置５からの操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機１０５を制御するとともに、オペレータに報知する（ステップＳＴ１４）。より詳しくは、コントローラ９は、図５に示す例のようなシリンダ速度２になるように、作業機１０５を制御する。

【0053】

蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下ではないと判定した場合（ステップＳＴ１３でＮｏ）、コントローラ９は、操作装置５からの操作指令に応じて作業機１０５を制御する（ステップＳＴ１５）。より詳しくは、コントローラ９は、図４に示す例のようなシリンダ速度１になるように、作業機１０５を制御する。

【0054】

このようにして、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下ではないと判定された場合に比べて、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりを遅くする。

【0055】

＜効果＞
以上説明したように、実施形態では、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、コントローラ９は、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機１０５を制御する。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合、作業機操作レバー５１等のオペレータが操作する操作装置５の操作量に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりが遅くなる。実施形態は、オペレータに操作レスポンスの低下を体感させることにより、蓄電装置２の蓄電残量が低下した場合に、オペレータに充電を促すことができる。また、実施形態は、蓄電装置２の蓄電残量が低下した場合、操作レスポンスは低下するものの、オペレータは作業を継続することができる。

【0056】

実施形態は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、コントローラ９は、操作指令に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりが遅くなるように作業機１０５を制御するとともに、オペレータに報知する。実施形態は、オペレータに操作レスポンスの低下を体感させるとともに、オペレータに報知させることができる。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が低下した場合に、オペレータにより確実に充電を促すことができる。

【0057】

実施形態では、コントローラ９は、電動モータ４に供給する電流の増加の速さに制限をかけた制御指令信号をインバータ３に出力してもよい。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合、作業機操作レバー５１等のオペレータが操作する操作装置５の操作量に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりを遅くすることができる。

【0058】

実施形態では、コントローラ９は、電動モータ４の回転数の加速割合を低下させた制御指令信号をインバータ３に出力してもよい。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合、作業機操作レバー５１等のオペレータが操作する操作装置５の操作量に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりを遅くすることができる。

【0059】

実施形態は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合、アクチュエータの動作速度、電動モータ４の回転速度、最大出力を低下させず、オペレータに充電を促すことができる。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合、アクチュエータの動作速度、電動モータ４の回転速度、最大出力を低下させないので、操作レスポンスは低下するものの、オペレータは作業を継続することができる。

【0060】

［第１実施形態の変形例１］
図７は、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の変形例を示す図である。図７は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である状態における、レバー操作位置Ｐと、シリンダ速度Ｖｃ３と、シリンダ変位Ｄｃ３との関係を示す。図７に示すように、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置（０％）からフルレバー操作位置（１００％）に操作されたときを、０［ｓ］とする。シリンダ速度Ｖｃ３は、レバー操作直後（０［ｓ］）から１［ｓ］まで傾きθの直線状に上昇し、１［ｓ］において、最大速度に到達する。これにより、シリンダ変位Ｄｃ３は、レバー操作直後から、図４に示すシリンダ変位Ｄｃ１よりも緩やかに増加する。図７に示す例では、１［ｓ］以降、シリンダ変位Ｄｃ３は、傾きαの直線状に増加する。５［ｓ］において、シリンダ変位Ｄｃ３は４．５に到達している。蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である場合、コントローラ９は、シリンダ速度Ｖｃ３のように作業機１０５の動作速度が変化するように作業機１０５を制御してもよい。

【0061】

［第１実施形態の変形例２］
図８は、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の変形例を示す図である。図８は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である状態における、レバー操作位置Ｐと、シリンダ速度Ｖｃ４と、シリンダ変位Ｄｃ４との関係を示す。図８に示すように、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置（０％）からフルレバー操作位置（１００％）に操作されたときを、０［ｓ］とする。シリンダ速度Ｖｃ４は、レバー操作直後（０［ｓ］）から０．３［ｓ］まで０のままである。０．３［ｓ］以降、シリンダ速度Ｖｃ４は、図４に示すシリンダ速度Ｖｃ１よりも緩やかに上昇し、３．３［ｓ］において、最大速度に到達する。これにより、シリンダ変位Ｄｃ４は、０．３［ｓ］までは、０のままである。０．３［ｓ］において、シリンダ変位Ｄｃ４は、図４に示すシリンダ変位Ｄｃ１よりも緩やかに増加する。図８に示す例では、０［ｓ］から０．３［ｓ］までの時間Ｔ１において、シリンダ変位Ｄｃ４は変化せず、３．３［ｓ］以降、シリンダ変位Ｄｃ４は、傾きαの直線状に増加する。５［ｓ］において、シリンダ変位Ｄｃ４は４に到達している。蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である場合、コントローラ９は、時間Ｔ１経過後にシリンダ速度Ｖｃ４のように作業機１０５の動作速度が変化するように作業機１０５を制御してもよい。

【0062】

［第１実施形態の変形例３］
図９は、蓄電装置の蓄電残量が所定の閾値まで低下したときの作業機動作の変形例を示す図である。図９は、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である状態における、レバー操作位置Ｐと、シリンダ速度Ｖｃ５と、シリンダ変位Ｄｃ５との関係を示す。図９に示すように、オペレータによって、作業機操作レバー５１が無操作位置（０％）からフルレバー操作位置（１００％）に操作されたときを、０［ｓ］とする。シリンダ速度Ｖｃ５は、レバー操作直後（０［ｓ］）から０．５［ｓ］まで傾きθ１の直線状に上昇する。０．５［ｓ］以降、シリンダ速度Ｖｃ５は、傾きθ２の直線状に上昇し、１．３［ｓ］において、最大速度に到達する。これにより、シリンダ変位Ｄｃ５は、レバー操作直後から、図４に示すシリンダ変位Ｄｃ１よりも緩やかに増加する。図９に示す例では、１．３［ｓ］以降、シリンダ変位Ｄｃ５は、傾きαの直線状に上昇する。５［ｓ］において、シリンダ変位Ｄｃ５は４．２に到達している。蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下である場合、コントローラ９は、シリンダ速度Ｖｃ５のように作業機１０５の動作速度が変化するように作業機１０５を制御してもよい。

【0063】

［第２実施形態］
図１０を用いて、第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態に係る作業機械の制御に関する構成を概略的に示す図である。第２実施形態は、パイロット制御バルブ１９を備える点と、操作装置５が電気式操作装置である点で、第１実施形態と異なる。第１実施形態と同様の構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。以下の実施形態でも同様である。

【0064】

パイロット制御バルブ１９は、油圧制御バルブ１５を制御する。

【0065】

作業機操作レバー５１は、電気式操作レバーである。作業機操作レバー５１は、作業機操作レバー５１の操作量を示す操作指令をコントローラ９へ出力する。

【0066】

走行操作ペダル５２は、電気式操作ペダルである。走行操作ペダル５２は、走行操作ペダル５２の操作量を示す操作指令をコントローラ９へ出力する。

【0067】

コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、操作指令に対する油圧制御バルブ１５の動作速度の加速追従性が低下するようにパイロット制御バルブ１９を制御する。

【0068】

実施形態では、コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値以下であると判定された場合、油圧制御バルブ１５の動作速度の加速追従性を低下させた制御指令信号をパイロット制御バルブ１９に出力する。

【0069】

＜効果＞
以上説明したように、実施形態では、操作指令に対する油圧制御バルブ１５の動作速度の加速追従性が低下するようにパイロット制御バルブ１９を制御する。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合、作業機操作レバー５１等のオペレータが操作する操作装置５の操作量に対する作業機１０５の動作速度の立ち上がりを遅くすることができる。

【0070】

［第３実施形態］
図１１を用いて、第３実施形態について説明する。図１１は、第３実施形態に係る作業機械の制御に関する構成を概略的に示す図である。第３実施形態は、走行モータ１７が電動モータである点と、走行操作ペダル５２が電気式操作ペダルである点で、第一実施形態と異なる。

【0071】

走行モータ１７は、蓄電装置２からの電力によって駆動する。

【0072】

走行操作ペダル５２は、電気式操作ペダルである。走行操作ペダル５２は、走行操作ペダル５２の操作量を示す操作指令をコントローラ９へ出力する。

【0073】

コントローラ９は、検出した蓄電装置２の蓄電残量によらず、走行操作ペダル５２からの操作指令に応じて走行モータ１７を制御する。

【0074】

＜効果＞
以上説明したように、実施形態は、蓄電装置２の蓄電残量によらず、走行操作ペダル５２からの操作指令に応じて作業機械１００の走行を制御する。実施形態によれば、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下した場合であっても、蓄電装置２の蓄電残量が所定の閾値まで低下していないときと同様に作業機械１００を走行させることができる。

【符号の説明】

【0075】

１…システム、２…蓄電装置、３…インバータ、４…電動モータ（電動機）、５…操作装置、９…コントローラ、１１…斜板駆動装置、１２…メイン油圧ポンプ、１３…パイロット油圧ポンプ、１５…油圧制御バルブ、１６…旋回モータ、１７…走行モータ、１８…シリンダ、５１…作業機操作レバー（作業機操作装置）、５２…走行操作ペダル（走行操作装置）、１００…作業機械、１０２…走行体、１０３…旋回体、１０４…ブレード、１０５…作業機、１０５Ａ…ブーム、１０５Ｂ…アーム、１０５Ｃ…バケット、１０６…運転席、１０９…表示装置、１１０…支持アーム、１１１…支柱、１１２…運転室、１２６…作業機シリンダ、１２６Ａ…ブームシリンダ、１２６Ｂ…アームシリンダ、１２６Ｃ…バケットシリンダ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】