特許 7445473 ショベル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-28

(45)【発行日】2024-03-07

(54)【発明の名称】ショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20240229BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 C

E02F9/20 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020045975

(22)【出願日】2020-03-17

(65)【公開番号】P2021147792

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】502246528

【氏名又は名称】住友建機株式会社

(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】中田 薫

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１９０６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４８８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３９５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８７４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６１０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３５２３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０３６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／００－９／２２

Ｅ０２Ｆ ３／４２－３／４３

Ｅ０２Ｆ ３／８４－３／８５

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｂ６０Ｒ １６／００－１７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源と、
前記電源から供給される電力で稼働する複数の電気負荷と、を備え、
前記電源の出力可能な電流の最大値は、前記複数の電気負荷の稼働に必要な電流の最大値よりも小さく、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記複数の電気負荷のうちの一部の電気負荷の動作を制限し、
前記一部の電気負荷には、所定の熱源機器を冷却する冷却系の機器が含まれ、
前記冷却系の機器の動作を制限している状態で、前記熱源機器の温度が相対的に高くなった場合に、オペレータに前記複数の電気負荷の少なくとも一部の使用の制限を促す、
ショベル。

【請求項2】

電源と、
前記電源から供給される電力で稼働する複数の電気負荷と、を備え、
前記電源の出力可能な電流の最大値は、前記複数の電気負荷の稼働に必要な電流の最大値よりも小さく、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記複数の電気負荷のうちの一部の電気負荷の動作を制限し、
前記一部の電気負荷には、所定の熱源機器を冷却する冷却系の機器が含まれ、
前記冷却系の機器は、内部を通流する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器に送風する冷却ファンと、前記冷媒を前記熱源機器及び前記熱交換器を含む冷却回路内で循環させる冷媒ポンプとを含み、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記冷却ファン及び前記冷媒ポンプのうちの前記冷却ファンの動作を優先的に制限する、
ショベル。

【請求項3】

前記電源の出力可能な電流の最大値は、前記複数の電気負荷のそれぞれの定格電流の合計値よりも小さい、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項4】

前記複数の電気負荷には、それぞれ、動作制限に関する優先度が予め規定され、
前記一部の電気負荷は、前記複数の電気負荷のうちの前記優先度が相対的に高い電気負荷である、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のショベル。

【請求項5】

前記冷却系の機器は、内部を通流する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器に送風する冷却ファンと、前記冷媒を前記熱源機器及び前記熱交換器を含む冷却回路内で循環させる冷媒ポンプとを含み、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記冷却ファンの動作を優先的に制限する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項6】

前記冷却系の機器の動作を制限している状態で、前記熱源機器の温度が相対的に高くなった場合に、オペレータに前記複数の電気負荷の少なくとも一部の使用の制限を促す、
請求項２に記載のショベル。

【請求項7】

電動アクチュエータと、
前記電源よりも相対的に高い電圧を有し、前記電動アクチュエータに電力を供給する蓄電装置と、を備え、
前記電源は、前記蓄電装置の電力を降圧して、前記複数の電気負荷に向けて出力する電力変換装置を含む、
請求項１乃至６の何れか一項に記載のショベル。

【請求項8】

前記電源は、前記複数の電気負荷に相対的に低い電圧を出力し、
前記複数の電気負荷には、ショベルの被駆動要素を駆動するための動力を出力する機器が含まれない、
請求項１乃至７の何れか一項に記載のショベル。

【請求項9】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるブームと、
前記ブームの先端に取り付けられるアームと、
前記アームの先端に取り付けられるエンドアタッチメントと、
前記下部走行体、前記上部旋回体、前記ブーム、前記アーム、及び前記エンドアタッチメントを駆動するための動力を出力する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータに電力を供給する蓄電装置と、を備える、
請求項１乃至８の何れか一項に記載のショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ショベルには、複数の電気負荷に電力を供給する電源が搭載される場合がある（特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－６５５６７号公報

【文献】特許第４７６９６７０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、複数の電気負荷の稼働状況によっては、電源のエネルギ効率が低下する可能性がある。

【0005】

そこで、上記課題に鑑み、ショベルに搭載される電源のエネルギ効率の低下を抑制すること可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
電源と、
前記電源から供給される電力で稼働する複数の電気負荷と、を備え、
前記電源の出力可能な電流の最大値は、前記複数の電気負荷の稼働に必要な電流の最大値よりも小さく、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記複数の電気負荷のうちの一部の電気負荷の動作を制限し、
前記一部の電気負荷には、所定の熱源機器を冷却する冷却系の機器が含まれ、
前記冷却系の機器の動作を制限している状態で、前記熱源機器の温度が相対的に高くなった場合に、オペレータに前記複数の電気負荷の少なくとも一部の使用の制限を促す、
ショベルが提供される。
また、本開示の他の実施形態では、
電源と、
前記電源から供給される電力で稼働する複数の電気負荷と、を備え、
前記電源の出力可能な電流の最大値は、前記複数の電気負荷の稼働に必要な電流の最大値よりも小さく、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記複数の電気負荷のうちの一部の電気負荷の動作を制限し、
前記一部の電気負荷には、所定の熱源機器を冷却する冷却系の機器が含まれ、
前記冷却系の機器は、内部を通流する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器に送風する冷却ファンと、前記冷媒を前記熱源機器及び前記熱交換器を含む冷却回路内で循環させる冷媒ポンプとを含み、
前記複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、前記冷却ファン及び前記冷媒ポンプのうちの前記冷却ファンの動作を優先的に制限する、
ショベルが提供される。

【発明の効果】

【0007】

上述の実施形態によれば、ショベルに搭載される電源のエネルギ効率の低下を抑制すること可能な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ショベルの側面図である。

【図2】ショベルの構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【図3】電気駆動系の冷却回路の一例を示す図である。

【図4】低圧電源系の一例を示す図である。

【図5】制御装置の低圧電源系に関する制御処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。

【図6】制御装置の低圧電源系に関する制御処理の第２例を概略的に示すフローチャートである。

【図7】制御装置の低圧電源系に関する制御処理の第３例を概略的に示すフローチャートである。

【図8】制御装置の低圧電源系に関する制御処理の第３例を概略的に示すフローチャートである。

【図9】要求電流の合計と発生頻度との関係の具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

【0010】

［ショベルの概要］
まず、図１を参照して、作業機械の一例としてのショベル２００の概要を説明する。

【0011】

図１は、本実施形態に係るショベル２００の一例を示す側面図である。

【0012】

本実施形態に係るショベル２００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回可能に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及びバケット６と、キャビン１０とを備える。

【0013】

下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ（図２参照）で油圧駆動されることにより、自走する。

【0014】

上部旋回体３は、旋回機構２を通じて、旋回用電動機２１（図２参照）で電気駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。また、上部旋回体３は、旋回機構２を通じて、旋回用電動機２１の代わりに、旋回油圧モータにより油圧駆動されてもよい。この場合、本実施形態のショベル２００は、エンジンを動力源とするメインポンプ１４（図２参照）から供給される作動油で全ての被駆動要素が油圧駆動され、いわゆる油圧ショベルの動力源（エンジン）をポンプ用電動機１２に置換した構成に相当する。

【0015】

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に取り付けられ、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に取り付けられ、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に取り付けられる。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９により油圧駆動される。

【0016】

バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、他のエンドアタッチメントが取り付けられてもよい。他のエンドアタッチメントは、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット等のバケット６と異なる種類のバケットであってよい。また、他のエンドアタッチメントは、例えば、ブレーカ、攪拌機、グラップル等のバケットと異なる種類のエンドアタッチメントであってもよい。

【0017】

キャビン１０は、上部旋回体３の前部左側に搭載され、その内部（室内）には、オペレータが着座する操縦席や後述する操作装置２６等が設けられる。

【0018】

ショベル２００は、キャビン１０に搭乗するオペレータの操作に応じて、下部走行体１（左右のクローラ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の被駆動要素を動作させる。

【0019】

また、ショベル２００は、キャビン１０に搭乗するオペレータによって操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、ショベル２００の外部から遠隔操作（リモート操作）が可能に構成されてもよい。ショベル２００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータの操作装置２６に対する操作、及び外部のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。

【0020】

遠隔操作には、例えば、所定の外部装置で行われるショベル２００のアクチュエータに関する操作入力によって、ショベル２００が操作される態様が含まれる。この場合、ショベル２００は、所定の外部装置と通信可能な通信装置を搭載し、例えば、後述の周囲情報取得装置４０に含まれる撮像装置が出力する画像情報（撮像画像）を外部装置に送信してよい。そして、外部装置は、自装置に設けられる表示装置（以下、「遠隔操作用表示装置」）に受信される画像情報（撮像画像）を表示させてよい。また、ショベル２００のキャビン１０の内部の出力装置５０（表示装置）に表示される各種の情報画像（情報画面）は、同様に、外部装置の遠隔操作用表示装置にも表示されてよい。これにより、外部装置のオペレータは、例えば、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル２００の周囲の様子を表す撮像画像や情報画面等の表示内容を確認しながら、ショベル２００を遠隔操作することができる。そして、ショベル２００は、通信装置により外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、油圧アクチュエータを動作させ、下部走行体１（左右のクローラ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の被駆動要素を駆動してよい。

【0021】

また、遠隔操作には、例えば、ショベル２００の周囲の人（例えば、作業者）のショベル２００に対する外部からの音声入力やジェスチャ入力等によって、ショベル２００が操作される態様が含まれてよい。具体的には、ショベル２００は、ショベル２００（自機）に搭載される音声入力装置（例えば、マイクロフォン）やジェスチャ入力装置（例えば、撮像装置）等を通じて、周囲の作業者等により発話される音声や作業者等により行われるジェスチャ等を認識する。そして、ショベル２００は、認識した音声やジェスチャ等の内容に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１（左右のクローラ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の被駆動要素を駆動してもよい。

【0022】

また、ショベル２００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル２００は、下部走行体１（クローラ１ＣＬ，１ＣＲ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の被駆動要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。

【0023】

自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）以外の被駆動要素（アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素（アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。ショベル２００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、自動運転の対象の被駆動要素（アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、ショベル２００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の被駆動要素（アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。

【0024】

［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２～図４を参照して、本実施形態に係るショベル２００の構成について説明する。

【0025】

図２は、本実施形態に係るショベル２００の構成の一例を概略的に示すブロック図である。図３は、本実施形態に係るショベル２００に搭載される、電気駆動系の冷却回路６０の一例を示す図である。図４は、本実施形態に係るショベル２００に搭載される、低圧電源系の一例を示す図である。

【0026】

尚、図中にて、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは細い実線でそれぞれ示される。

【0027】

＜油圧駆動系＞
本実施形態に係るショベル２００の油圧駆動系は、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の被駆動要素のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータを含む。また、本実施形態に係るショベル２００の油圧駆動系は、ポンプ用電動機１２と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７とを含む。

【0028】

ポンプ用電動機１２（電動アクチュエータの一例）は、油圧駆動系の動力源である。ポンプ用電動機１２は、例えば、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータである。ポンプ用電動機１２は、インバータ１８Ａを介して蓄電装置１９及び電力変換装置１００を含む高圧電源や旋回用電動機２１と接続される。ポンプ用電動機１２は、インバータ１８Ａを介して蓄電装置１９や旋回用電動機２１から供給される三相交流電力で力行運転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。ポンプ用電動機１２の駆動制御は、後述するコントローラ３０Ｂの制御下で、インバータ１８Ａにより実行されてよい。

【0029】

メインポンプ１４は、作動油タンクＴから作動油を吸い込み、高圧油圧ライン１６に吐出することにより、高圧油圧ライン１６を通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、ポンプ用電動機１２により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、後述するコントローラ３０Ａの制御下で、レギュレータ（不図示）が斜板の角度（傾転角）を制御する。これにより、メインポンプ１４は、ピストンのストローク長を調整し、吐出流量（吐出圧）を調整することができる。

【0030】

尚、メインポンプ１４は、ポンプ用電動機１２に加えて、他の動力源からの動力で駆動されてもよい。例えば、ブーム４の下げ動作時やアーム５の閉じ動作時にブーム４やアーム５の自重でブームシリンダ７やアームシリンダ８から作動油タンクに排出される作動油のエネルギを回生し、メインポンプ１４を駆動してもよい。具体的には、ブーム４の下げ動作時やアーム５の閉じ動作時にブーム４やアーム５の自重でブームシリンダ７やアームシリンダ８から作動油タンクに排出される作動油のエネルギで、メインポンプ１４の回転軸と同軸で配置される油圧モータを駆動させてよい。また、ブーム４の下げ動作時やアーム５の閉じ動作時にブーム４やアーム５の自重でブームシリンダ７やアームシリンダ８から作動油タンクに排出される作動油のエネルギを回生し、発電機に発電を行わせてもよい。具体的には、ブーム４の下げ動作時やアーム５の閉じ動作時にブーム４やアーム５の自重でブームシリンダ７やアームシリンダ８から作動油タンクに排出される作動油のエネルギで、発電機と同軸に配置される油圧モータを駆動することにより、発電機に発電を行わせてよい。この場合、発電機の発電電力は、ポンプ用電動機１２に供給されたり、蓄電装置１９に充電されたりしてよい。

【0031】

コントロールバルブ１７は、オペレータの操作や自動運転機能に対応する操作指令に応じて、油圧駆動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、上述の如く、高圧油圧ライン１６を介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９）に選択的に供給可能に構成される。例えば、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向とを制御する複数の制御弁（方向切換弁）を含むバルブユニットである。メインポンプ１４から供給され、コントロールバルブ１７や油圧アクチュエータを通流した作動油は、コントロールバルブ１７から作動油タンクＴに排出される。

【0032】

＜電気駆動系＞
本実施形態に係るショベル２００の電気駆動系は、ポンプ用電動機１２と、センサ１２ｓと、インバータ１８Ａとを含む。また、本実施形態に係るショベル２００の電気駆動系は、旋回駆動装置２０と、センサ２１ｓと、インバータ１８Ｂとを含む。また、本実施形態に係るショベル２００の電気駆動系は、蓄電装置１９及び電力変換装置１００等により構成される高圧電源を含む。

【0033】

センサ１２ｓは、電流センサ１２ｓ１と、電圧センサ１２ｓ２と、回転状態センサ１２ｓ３とを含む。

【0034】

電流センサ１２ｓ１は、ポンプ用電動機１２の三相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）のそれぞれの電流を検出する。電流センサ１２ｓ１は、例えば、ポンプ用電動機１２とインバータ１８Ａの間の電力経路に設けられる。電流センサ１２ｓ１により検出されるポンプ用電動機１２の三相それぞれの電流に対応する検出信号は、通信線を通じて、直接的に、インバータ１８Ａに取り込まれる。また、当該検出信号は、通信線を通じて、コントローラ３０Ｂに取り込まれ、コントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ａに入力されてもよい。

【0035】

電圧センサ１２ｓ２は、ポンプ用電動機１２の三相のそれぞれの印加電圧を検出する。電圧センサ１２ｓ２は、例えば、ポンプ用電動機１２とインバータ１８Ａの間の電力経路に設けられる。電圧センサ１２ｓ２により検出されるポンプ用電動機１２の三相それぞれの印加電圧に対応する検出信号は、通信線を通じて、直接的に、インバータ１８Ａに取り込まれる。また、当該検出信号は、通信線を通じて、コントローラ３０Ｂに取り込まれ、コントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ａに入力されてもよい。

【0036】

回転状態センサ１２ｓ３は、ポンプ用電動機１２の回転状態（例えば、回転位置（回転角）、回転速度等）を検出する。回転状態センサ１２ｓ３は、例えば、ロータリエンコーダやレゾルバである。

【0037】

インバータ１８Ａは、コントローラ３０Ｂの制御下で、ポンプ用電動機１２を駆動制御する。インバータ１８Ａは、例えば、直流電力を三相交流電力に変換したり、三相交流電力を直流電力に変換したりする変換回路と、変換回路をスイッチ駆動する駆動回路と、駆動回路の動作を規定する制御信号（例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を出力する制御回路とを含む。

【0038】

インバータ１８Ａの制御回路は、ポンプ用電動機１２の動作状態を把握しながら、ポンプ用電動機１２の駆動制御を行う。例えば、インバータ１８Ａの制御回路は、回転状態センサ１２ｓ３の検出信号に基づき、ポンプ用電動機１２の動作状態を把握する。また、インバータ１８Ａの制御回路は、電流センサ１２ｓ１の検出信号及び電圧センサ１２ｓ２の検出信号（或いは制御過程で生成する電圧指令値）に基づき、逐次、ポンプ用電動機１２の回転軸の回転角等を推定することにより、ポンプ用電動機１２の動作状態を把握してもよい。

【0039】

尚、インバータ１８Ａの駆動回路及び制御回路の少なくとも一方は、インバータ１８Ａの外部に設けられてもよい。

【0040】

旋回駆動装置２０は、旋回用電動機２１と、レゾルバ２２と、メカニカルブレーキ２３と、旋回減速機２４とを含む。

【0041】

旋回用電動機２１（電動アクチュエータの一例）は、コントローラ３０Ｂ及びインバータ１８Ｂの制御下で、上部旋回体３を旋回駆動する力行運転、及び回生電力を発生させて上部旋回体３を旋回制動する回生運転を行う。旋回用電動機２１は、インバータ１８Ｂを介して高圧電源（即ち、蓄電装置１９及び電力変換装置１００等）に接続され、インバータ１８Ｂを介して蓄電装置１９から供給される三相交流電力により駆動される。また、旋回用電動機２１は、インバータ１８Ｂを介して、回生電力を蓄電装置１９やポンプ用電動機１２に供給する。これにより、回生電力で、蓄電装置１９を充電したり、ポンプ用電動機１２を駆動したりすることができる。旋回用電動機２１の力行運転と回生運転との切替制御は、例えば、コントローラ３０Ｂの制御下で、インバータ１８Ｂにより実行されてよい。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。

【0042】

レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転状態（例えば、回転位置（回転角）や回転速度等）を検出する。レゾルバ２２により検出された回転角等に対応する検出信号は、通信線を通じて、直接的に、インバータ１８Ｂに取り込まれてよい。また、当該検出信号は、通信線を通じて、コントローラ３０Ｂに取り込まれ、コントローラ３０Ｂ経由でインバータ１８Ｂに入力されてもよい。

【0043】

メカニカルブレーキ２３は、コントローラ３０Ｂの制御下で、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａに対して、機械的に制動力を発生させる。これにより、メカニカルブレーキ２３は、上部旋回体３の旋回制動を行ったり、上部旋回体３の停止状態を維持させたりすることができる。

【0044】

旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａと接続され、旋回用電動機２１の出力（トルク）を所定の減速比で減速させることにより、トルクを増大させて、上部旋回体３を旋回駆動する。即ち、力行運転の際、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して、上部旋回体３を旋回駆動する。また、旋回減速機２４は、上部旋回体３の慣性回転力を増速させて旋回用電動機２１に伝達し、回生電力を発生させる。即ち、回生運転の際、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して伝達される上部旋回体３の慣性回転力により回生発電を行い、上部旋回体３を旋回制動する。

【0045】

センサ２１ｓは、電流センサ２１ｓ１と、電圧センサ２１ｓ２とを含む。

【0046】

電流センサ２１ｓ１は、旋回用電動機２１の三相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）のそれぞれの電流を検出する。電流センサ２１ｓ１は、例えば、旋回用電動機２１とインバータ１８Ｂの間の電力経路に設けられる。電流センサ２１ｓ１により検出される、旋回用電動機２１の三相それぞれの電流に対応する検出信号は、通信線を通じて、直接的に、インバータ１８Ｂに取り込まれてよい。また、当該検出信号は、通信線を通じて、コントローラ３０Ｂに取り込まれ、コントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ｂに入力されてもよい。

【0047】

電圧センサ２１ｓ２は、旋回用電動機２１の三相のそれぞれの印加電圧を検出する。電圧センサ２１ｓ２は、例えば、旋回用電動機２１とインバータ１８Ｂの間の電力経路に設けられる。電圧センサ２１ｓ２により検出される旋回用電動機２１の三相それぞれの印加電圧に対応する検出信号は、通信線を通じて、直接的に、インバータ１８Ｂに取り込まれる。また、当該検出信号は、通信線を通じて、コントローラ３０Ｂに取り込まれ、コントローラ３０Ｂ経由で、インバータ１８Ｂに入力されてもよい。

【0048】

インバータ１８Ｂは、コントローラ３０Ｂの制御下で、旋回用電動機２１を駆動制御する。インバータ１８Ｂは、例えば、直流電力を三相交流電力に変換したり、三相交流電力を直流電力に変換したりする変換回路と、変換回路をスイッチ駆動する駆動回路と、駆動回路の動作を規定する制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）を出力する制御回路とを含む。

【0049】

例えば、インバータ１８Ｂの制御回路は、電流センサ２１ｓ１、電圧センサ２１ｓ２、及びレゾルバ２２の検出信号に基づき、旋回用電動機２１に関する速度フィードバック制御及びトルクフィードバック制御を行う。

【0050】

例えば、図３に示すように、インバータ１８Ａ，１８Ｂは、例えば、一つの筐体に収容され、一体として、インバータユニット１８を構成してよい。

【0051】

尚、インバータ１８Ｂの駆動回路及び制御回路の少なくとも一方は、インバータ１８Ｂの外部に設けられてもよい。

【0052】

蓄電装置１９は、外部の商用電源と所定のケーブル（以下「充電ケーブル」）で接続されることにより充電（蓄電）される。蓄電装置１９と充電ケーブルが接続される充電口との間の電力経路には、車載充電器が設けられてもよい。車載充電器は、例えば、充電ケーブルを通じて、外部の商用電源から供給される交流電力を所定の電圧の直流電力に変換し、蓄電装置１９を充電させる。

【0053】

また、蓄電装置１９は、充電（蓄電）された電力をポンプ用電動機１２や旋回用電動機２１に供給する。また、蓄電装置１９は、旋回用電動機２１の発電電力（回生電力）を充電する。

【0054】

蓄電装置１９は、例えば、リチウムイオンバッテリであり、相対的に高い出力電圧（例えば、数百ボルト）を有する。

【0055】

電力変換装置１００は、蓄電装置１９の電力を昇圧したり、インバータ１８Ａ，１８Ｂを経由してポンプ用電動機１２や旋回用電動機２１からの電力を降圧し、蓄電装置１９に蓄電させたりする。電力変換装置１００は、ポンプ用電動機１２及び旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣ（Direct Current）バス１１０の電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作とを切り替える。電力変換装置１００の昇圧動作と降圧動作との切替制御は、例えば、ＤＣバス１１０の電圧検出値、蓄電装置１９の電圧検出値、及び蓄電装置１９の電流検出値に基づき、コントローラ３０Ｂにより実行されてよい。

【0056】

尚、蓄電装置１９の出力電圧を昇圧してポンプ用電動機１２や旋回用電動機２１に印加する必要が無い場合、電力変換装置１００は省略されてもよい。

【0057】

＜操作系＞
本実施形態に係るショベル２００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６と、圧力制御弁３１とを含む。

【0058】

パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介してショベル２００に搭載される各種油圧機器（例えば、圧力制御弁３１）にパイロット圧を供給する。これにより、圧力制御弁３１は、コントローラ３０Ａの制御下で、操作装置２６の操作内容（例えば、操作量や操作方向）に応じたパイロット圧をコントロールバルブ１７に供給することができる。そのため、コントローラ３０Ａ及び圧力制御弁３１は、オペレータの操作装置２６に対する操作内容に応じた被駆動要素（油圧アクチュエータ）の動作を実現することができる。また、圧力制御弁３１は、コントローラ３０Ａの制御下で、遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に応じたパイロット圧をコントロールバルブ１７に供給することができる。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、ポンプ用電動機１２により駆動される。

【0059】

操作装置２６は、キャビン１０の操縦席のオペレータから手の届く範囲に設けられ、オペレータがそれぞれの被駆動要素（即ち、下部走行体１の左右のクローラ、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等）の操作を行うために用いられる。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ（例えば、走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等）や電動アクチュエータ（旋回用電動機２１等）の操作を行うために用いられる。操作装置２６は、例えば、電気式であり、オペレータによる操作内容に応じた電気信号（以下、「操作信号」）を出力する。操作装置２６から出力される操作信号は、コントローラ３０Ａに取り込まれる。これにより、コントローラ３０Ａを含む制御装置３０は、圧力制御弁３１やインバータ１８Ｂを制御し、オペレータの操作内容や自動運転機能に対応する操作指令等に合わせて、ショベル２００の被駆動要素（アクチュエータ）の動作を制御することができる。

【0060】

操作装置２６は、例えば、レバー２６Ａ～２６Ｃを含む。レバー２６Ａは、例えば、前後方向及び左右方向の操作に応じて、アーム５（アームシリンダ８）及び上部旋回体３（旋回動作）のそれぞれに関する操作を受け付け可能に構成されてよい。レバー２６Ｂは、例えば、前後方向及び左右方向の操作に応じて、ブーム４（ブームシリンダ７）及びバケット６（バケットシリンダ９）のそれぞれに関する操作を受け付け可能に構成されてよい。レバー２６Ｃは、例えば、下部走行体１（クローラ）の操作を受け付け可能に構成されてよい。

【0061】

尚、コントロールバルブ１７が電磁パイロット式の制御弁（方向切換弁）で構成される場合、電気式の操作装置２６の操作信号は、コントロールバルブ１７に直接入力され、それぞれの油圧制御弁が操作装置２６の操作内容に応じた動作を行う態様であってもよい。また、操作装置２６は、操作内容に応じたパイロット圧を出力する油圧パイロット式であってもよい。この場合、操作内容に応じたパイロット圧は、コントロールバルブ１７に供給される。

【0062】

圧力制御弁３１は、コントローラ３０Ａの制御下で、パイロットポンプ１５からパイロットライン２５を通じて供給される作動油を用いて、所定のパイロット圧を出力する。圧力制御弁３１の二次側のパイロットラインは、コントロールバルブ１７に接続され、圧力制御弁３１から出力されるパイロット圧は、コントロールバルブ１７に供給される。

【0063】

＜制御系＞
本実施形態に係るショベル２００の制御系は、制御装置３０と、周囲情報取得装置４０と、出力装置５０と、入力装置５２とを含む。

【0064】

制御装置３０は、コントローラ３０Ａ～３０Ｃを含む。

【0065】

コントローラ３０Ａ～３０Ｃは、それぞれの機能が任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。例えば、コントローラ３０Ａ～３０Ｃは、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置（主記憶装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び外部との入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成されてよい。

【0066】

コントローラ３０Ａは、コントローラ３０Ｂ，３０Ｃを含む制御装置３０を構成する各種コントローラと連携し、ショベル２００の駆動制御を行う。

【0067】

コントローラ３０Ａは、例えば、操作装置２６から入力される操作信号に応じて、圧力制御弁３１に制御指令を出力し、圧力制御弁３１から操作装置２６の操作内容に応じたパイロット圧を出力させる。これにより、コントローラ３０Ａは、電気式の操作装置２６の操作内容に対応するショベル２００の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の動作を実現させることができる。

【0068】

また、ショベル２００が遠隔操作される場合、コントローラ３０Ａは、例えば、遠隔操作に関する制御を行ってもよい。具体的には、コントローラ３０Ａは、圧力制御弁３１に制御指令を出力し、圧力制御弁３１から遠隔操作の内容に応じたパイロット圧を出力させてよい。これにより、コントローラ３０Ａは、遠隔操作の内容に対応するショベル２００（被駆動要素）の動作を実現させることができる。

【0069】

また、コントローラ３０Ａは、例えば、自動運転機能に関する制御を行ってもよい。具体的には、コントローラ３０Ａは、圧力制御弁３１に制御指令を出力し、自動運転機能に対応する操作指令に応じたパイロット圧を圧力制御弁３１からコントロールバルブ１７に作用させてよい。これにより、コントローラ３０Ａは、自動運転機能に対応するショベル２００の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の動作を実現させることができる。

【0070】

また、コントローラ３０Ａは、例えば、冷却ファン６６の稼働及び停止に関する制御を行ってよい。

【0071】

また、コントローラ３０Ａは、例えば、コントローラ３０Ｂ，３０Ｃ等の各種コントローラとの双方向通信に基づき、ショベル２００の全体（ショベル２００に搭載される各種機器）の動作を統合的に制御してよい。

【0072】

コントローラ３０Ｂは、コントローラ３０Ａから入力される各種情報（例えば、操作装置２６の操作信号を含む制御指令等）に基づき、電気駆動系の駆動制御を行う。

【0073】

コントローラ３０Ｂは、例えば、操作装置２６の操作内容に基づき、インバータ１８Ｂを駆動し、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転及び回生運転）の切替制御を行ってよい。また、コントローラ３０Ｂは、例えば、ショベル２００が遠隔操作される場合、遠隔操作の内容に基づき、インバータ１８Ｂを駆動し、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転及び回生運転）の切替制御を行ってよい。また、コントローラ３０Ｂは、例えば、ショベル２００の自動運転機能が有効な場合、自動運転機能に対応する操作指令に基づき、インバータ１８Ｂを駆動し、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転及び回生運転）の切替制御を行ってよい。

【0074】

また、コントローラ３０Ｂは、例えば、操作装置２６の操作状態に基づき、電力変換装置１００を駆動し、電力変換装置１００の昇圧運転と降圧運転、換言すれば、蓄電装置１９の放電状態と充電状態との切替制御を行ってよい。また、コントローラ３０Ｂは、例えば、ショベル２００が遠隔操作される場合、遠隔操作の内容に基づき、電力変換装置１００を駆動し、蓄電装置１９の放電状態と充電状態との切替制御を行ってよい。また、コントローラ３０Ｂは、例えば、ショベル２００の自動運転機能が有効な場合、自動運転機能に対応する操作指令に基づき、電力変換装置１００を駆動し、蓄電装置１９の放電状態と充電状態との切替制御を行ってよい。

【0075】

コントローラ３０Ｃは、ショベル２００の周辺監視機能に関する制御を行う。

【0076】

コントローラ３０Ｃは、例えば、周囲情報取得装置４０から取り込まれる、ショベル２００の周囲の三次元空間の状況に関する情報（例えば、ショベル２００の周囲の物体やその位置に関する検出情報）に基づき、ショベル２００の周辺の所定の物体やその位置（以下、「監視対象」）を検出する。

【0077】

また、コントローラ３０Ｃは、例えば、ショベル２００に相対的に近接する領域で監視対象を検出した場合、キャビン１０の室内の出力装置５０（例えば、表示装置や音出力装置等）を通じて、警報を出力してよい。

【0078】

尚、コントローラ３０Ｂ，３０Ｃの機能は、コントローラ３０Ａに統合されてもよい。つまり、制御装置３０により実現される各種機能は、一つのコントローラにより実現されてもよいし、適宜設定される２以上の数のコントローラにより分散して実現されてもよい。

【0079】

周囲情報取得装置４０は、ショベル２００の周囲の三次元空間の状況に関する情報を出力する。周囲情報取得装置４０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、デプスカメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等を含んでよい。周囲情報取得装置４０の出力情報は、コントローラ３０Ｃに取り込まれる。

【0080】

出力装置５０は、キャビン１０内に設けられ、制御装置３０（例えば、コントローラ３０Ａ）の制御下で、オペレータに向けて各種情報を出力する。出力装置５０は、例えば、視覚的な方法で情報をオペレータに出力（通知）する表示装置を含む。表示装置は、例えば、キャビン１０内のオペレータから視認し易い場所に設置され、コントローラ３０Ａの制御下で、各種情報画像を表示してよい。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイである。また、出力装置５０は、例えば、オペレータに対して聴覚的な方法で情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置は、例えば、ブザーやスピーカ等である。

【0081】

入力装置５２は、キャビン１０内に設けられ、オペレータからの各種入力を受け付ける。入力装置５２は、例えば、オペレータの操作入力を受け付ける操作入力装置を含んでよい。操作入力装置は、例えば、ボタン、トグル、レバー、タッチパネル、タッチパッド等を含む。また、入力装置５２は、例えば、オペレータからの音声入力を受け付ける音声入力装置やオペレータからのジェスチャ入力を受け付けるジェスチャ入力装置を含んでもよい。音声入力装置は、例えば、キャビン１０内のオペレータの音声を取得するマイクロフォンを含む。また、ジェスチャ入力装置は、例えば、キャビン１０内のオペレータのジェスチャの様子を撮像可能な室内カメラを含む。入力装置５２で受け付けられるオペレータからの入力に対応する信号は、制御装置３０（例えば、コントローラ３０Ａ）に取り込まれる。

【0082】

＜冷却系＞
本実施形態のショベル２００の冷却系は、冷却回路６０と、オイルクーラ７０とを含む。

【0083】

冷却回路６０は、例えば、上部旋回体３に設けられ、電気駆動系の機器（以下、「電気駆動機器」）を冷却する。例えば、図３に示すように、冷却回路６０による冷却対象の電気駆動機器（熱源機器の一例）には、ポンプ用電動機１２、インバータユニット１８、蓄電装置１９、旋回駆動装置２０、電力変換装置１００等が含まれる。また、冷却回路６０による冷却対象の電気駆動機器には、車載充電器が含まれてもよい。車載充電器は、蓄電装置１９の充電の際に発熱するからである。

【0084】

図３に示すように、冷却回路６０は、ラジエータ６２と、ウォータポンプ６４と、冷却ファン６６と、冷媒流路６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ，６８Ｃ１，６８Ｃ２，６８Ｄ，６８Ｄ１，６８Ｄ２，６８Ｅ，６８Ｆとを含む。

【0085】

ラジエータ６２（熱交換器の一例）は、冷却回路６０内の冷媒（例えば、冷却水）を冷却する。具体的には、ラジエータ６２は、周囲の空気と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を冷却する。

【0086】

ウォータポンプ６４（冷媒ポンプの一例）は、冷媒流路６８Ｆから冷媒を吸い込み、冷媒流路６８Ａに吐出することにより、冷却回路６０内の冷媒を循環させる。

【0087】

冷却ファン６６は、ラジエータ６２に対する送風を行う。これにより、ラジエータ６２における熱交換が促進され、ラジエータ６２の冷却効率、即ち、ラジエータ６２の冷却度を向上させることができる。冷却ファン６６は、一つであってもよいし、複数であってもよい。

【0088】

冷媒流路６８Ａは、ウォータポンプ６４と旋回駆動装置２０との間を接続し、ウォータポンプ６４から吐出される冷媒を旋回駆動装置２０の内部の冷媒流路に流入させる。これにより、旋回駆動装置２０内の旋回用電動機２１等を冷媒で冷却することができる。旋回駆動装置２０の内部を通流した冷媒は、冷媒流路６８Ｂに流出する。

【0089】

冷媒流路６８Ｂは、旋回駆動装置２０と蓄電装置１９との間を接続し、旋回駆動装置２０から流出する冷媒を蓄電装置１９の内部の冷媒流路に流入させる。これにより、蓄電装置１９を冷媒で冷却することができる。蓄電装置１９の内部を通流した冷媒は、冷媒流路６８Ｃに流出する。

【0090】

冷媒流路６８Ｃ，６８Ｃ１，６８Ｃ２は、蓄電装置１９と、インバータユニット１８及び電力変換装置１００との間を接続し、蓄電装置１９から流出する冷媒をインバータユニット１８及び電力変換装置１００の内部の冷媒流路に流入させる。具体的には、蓄電装置１９にその一端が接続される冷媒流路６８Ｃは、他端で冷媒流路６８Ｃ１，６８Ｃ２に分岐し、冷媒流路６８Ｃ，６８Ｃ２は、それぞれ、インバータユニット１８及び電力変換装置１００に接続される。これにより、インバータユニット１８に含まれるインバータ１８Ａ，１８Ｂ、及び電力変換装置１００を冷却することができる。インバータユニット１８の内部を通流した冷媒は、冷媒流路６８Ｄ１に流出する。また、電力変換装置１００の内部を通流した冷媒は、冷媒流路６８Ｄ２に流出する。

【0091】

冷媒流路６８Ｄ，６８Ｄ１，６８Ｄ２は、インバータユニット１８及び電力変換装置１００とポンプ用電動機１２との間を接続し、インバータユニット１８及び電力変換装置１００から流出する冷媒をポンプ用電動機１２の内部の冷媒流路に流入させる。具体的には、それぞれの一端がインバータユニット１８及び電力変換装置１００に接続される冷媒流路６８Ｄ１，６８Ｄ２は、冷媒流路６８Ｄの一端に合流し、冷媒流路６８Ｄの他端がポンプ用電動機１２に接続される。これにより、ポンプ用電動機１２を冷媒で冷却することができる。ポンプ用電動機１２の内部を通流した冷媒は、冷媒流路６８Ｅに流出する。

【0092】

冷媒流路６８Ｅは、ポンプ用電動機１２とラジエータ６２との間を接続し、ポンプ用電動機１２から流出する冷媒をラジエータ６２に供給する。これにより、電気駆動系の各種機器を冷却することで、温度が上昇した冷媒をラジエータで冷却し、再度、電気駆動系の各種機器を冷却可能な状態に戻すことができる。

【0093】

冷媒流路６８Ｆは、ラジエータ６２とウォータポンプ６４との間を接続し、ラジエータ６２により冷却された冷媒をウォータポンプ６４に供給する。ウォータポンプ６４は、ラジエータ６２により冷却された冷媒を冷却回路６０に循環させることができる。

【0094】

オイルクーラ７０は、例えば、上部旋回体３に設けられ、油圧駆動系の作動油を冷却する。具体的には、オイルクーラ７０は、例えば、コントロールバルブ１７と作動油タンクＴとの間の戻り油路に設けられ、周囲の空気と内部を通流する作動油との間で熱交換を行い、作動油を冷却する。オイルクーラ７０は、例えば、冷却ファン６６に対して、ラジエータ６２と直列に配置され、冷却ファン６６からの送風により冷却されてよい。また、オイルクーラ７０は、ラジエータ６２及び冷却ファン６６とは別に（例えば、並列に）配置され、冷却ファン６６とは別の冷却ファン（以下、「オイルクーラファン」）からの送風で冷却されてもよい。この場合、オイルクーラファンは、一つであってもよいし、複数であってもよい。

【0095】

尚、複数の電気駆動系機器の一部又は全部は、空冷されてもよい。この場合、空冷の対象の電気駆動系機器に対して送風を行う冷却ファンが設けられてよい。また、一つの電気駆動系機器に対して、専用の冷却ファンが設けられてもよいし、複数の電気駆動系機器に対して兼用の冷却ファンが設けられてもよい。

【0096】

＜低圧電源系＞
図４に示すように、本実施形態に係るショベル２００の低圧電源系は、低圧電源４４と、低圧電源４４から供給される電力で稼働する複数の電気負荷とを含む。

【0097】

低圧電源４４（電源の一例）は、非常に高い電圧で稼働する電気駆動系の機器以外の複数の電気負荷に電力を供給する。低圧電源４４は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａと、バッテリ４４Ｂとを含む。

【0098】

ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａ（電力変換装置の一例）は、例えば、上部旋回体３に設けられ、蓄電装置１９から出力される非常に高い電圧の直流電力を所定の電圧（例えば、約２４ボルト）に降圧し出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａの出力電力は、複数の電気負荷に供給されたり、バッテリ４４Ｂに充電されたりする。

【0099】

バッテリ４４Ｂは、例えば、上部旋回体３に設けられ、相対的に低い出力電圧（例えば、２４ボルト）を有する。バッテリ４４Ｂは、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオンバッテリであり、上述の如く、複数の電気負荷に電力を出力したり、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａの発電電力で充電されたりする。

【0100】

尚、低圧電源４４は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａに代えて、或いは、加えて、発電機（例えば、オルタネータ）を含んでもよい。この場合、オルタネータは、例えば、ポンプ用電動機１２の動力で発電してもよいし、蓄電装置１９からの電力供給で稼働する他の電動機の動力で発電してもよい。

【0101】

複数の電気負荷は、それぞれ、低圧電源４４から供給される相対的に低い電圧の電力で稼働する。

【0102】

複数の電気負荷には、例えば、冷却系の機器が含まれる。冷却系の機器は、ウォータポンプ６４と、冷却ファン６６とを含む。また、オイルクーラファンが設けられる場合、冷却系の機器は、オイルクーラファンを含む。

【0103】

また、複数の電気負荷には、例えば、油圧駆動系の機器が含まれる。油圧駆動系の機器は、コントロールバルブ１７に内蔵される各種のソレノイドアクチュエータ１７Ａを含む。

【0104】

また、複数の電気負荷には、例えば、操作系の機器が含まれる。操作系の機器は、例えば、操作装置２６と、圧力制御弁３１とを含む。

【0105】

また、複数の電気負荷には、例えば、制御系の機器が含まれる。制御系の機器は、例えば、コントローラ３０Ａ～３０Ｃと、周囲情報取得装置４０とを含む。

【0106】

また、複数の電気負荷には、例えば、ユーザインタフェース系の機器が含まれる。ユーザインタフェース系の機器は、例えば、出力装置５０と、入力装置５２とを含む。

【0107】

また、複数の電気機器には、例えば、快適装備系の機器が含まれる。快適装備系の機器は、例えば、空調装置８０を含む。また、快適装備系の機器は、例えば、シートヒータ等を含んでもよい。

【0108】

空調装置８０は、キャビン１０の室内の温度や湿度等を調整する。空調装置８０は、例えば、冷暖兼用のヒートポンプサイクルを含むヒートポンプ式であってよい。また、空調装置８０は、例えば、冷房用の冷凍サイクルと、暖房用のヒータとを含む構成であってもよい。暖房用のヒータは、例えば、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）や燃焼式ヒータ等である。空調装置８０は、ヒートポンプサイクルや冷凍サイクル内を通流する冷媒を圧縮するコンプレッサ８２を含む。コンプレッサ８２は、ポンプ用電動機１２の動力で駆動される。

【0109】

シートヒータは、キャビン１０の操縦席の座面部や背面部に内蔵され、操縦席側から着座するオペレータを暖める。

【0110】

また、複数の電気負荷には、例えば、通信機器が含まれてよい。

【0111】

通信機器は、例えば、ショベル２００の外部装置やオペレータによってキャビン１０の内部に持ち込まれる機器（例えば、スマートフォン等の携帯端末）等と通信を行う。通信機器は、例えば、基地局を末端とする移動体通信網を用いて、ショベル２００の外部装置と通信を行う移動体通信モジュールを含む。また、通信機器は、例えば、ＷｉＦｉやブルートゥース（登録商標）等の所定の通信規格を用いて、キャビン１０の内部の機器と通信を行う近距離通信モジュールを含む。

【0112】

また、複数の電機負荷には、例えば、オーディオ機器が含まれる。オーディオ機器は、例えば、キャビン１０内に設けられるラジオ受信機等を含んでよい。

【0113】

また、複数の電機負荷には、例えば、安全装備系の機器が含まれる。安全装備系の機器は、例えば、ワイパを含んでよい。

【0114】

ワイパは、キャビン１０のフロントウィンドウに設けられ、フロントウィンドウの表面に付着する雨等による水滴を払拭する。

【0115】

また、複数の電気負荷には、例えば、照明機器が含まれる。照明機器は、例えば、前照灯を含んでよい。

【0116】

前照灯は、例えば、上部旋回体３の前端部に設けられ、上部旋回体３の前方を照射する。

【0117】

低圧電源４４の電力供給対象の複数の電気負荷には、常時稼働し、ある程度の大きさの電流が常時必要な電気負荷もあれば、起動及び停止が可能で停止時にほとんど電流を必要としない電気負荷もある。また、低圧電源４４の電力供給対象の複数の電気負荷には、稼働中に必要な電流がほとんど変化しない電気負荷もあれば、稼働中に必要な電流が相対的に大きく変化する電気負荷もある。そのため、電気負荷ごとの稼働状況に応じて、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷に必要な電流、即ち、全ての電気負荷のそれぞれから要求される電流（以下、「要求電流」）の合計（以下、「要求電流合計値」）は、ある程度の範囲で変化しうる。

【0118】

これに対して、低圧電源４４の出力可能な電流の最大値（以下、「最大出力電流」）は、電力供給対象の全ての電気負荷のそれぞれの稼働状況に合わせて必要な電流（要求電流合計値）の最大値（以下、「最大要求電流合計値」）より小さくなるように設定される。低圧電源４４の最大出力電流は、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａの最大出力電流（定格電流）に基づき規定されてよい。具体的には、低圧電源４４の最大出力電流は、電力供給対象の全ての電気負荷のそれぞれの定格電流の合計値よりも小さくなるように設定されてよい。全ての電気負荷の最大要求電流合計値以上の電流を低圧電源４４が出力可能に構成されると、相対的に発生頻度が高い通常の範囲の要求電流合計値を出力する際の低圧電源４４のエネルギ効率が相対的に低下する可能性があるからである（後述の図９参照）。

【0119】

また、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値が相対的に大きい場合、ショベル２００の被駆動要素の動作等に対する影響が相対的に小さい一部の電気負荷の動作を制限してよい。制御装置３０は、例えば、低圧電源４４の電力供給対象のそれぞれの電気負荷の稼働状況に関する情報に基づき、それぞれの電気負荷の要求電流を判断（推定）してよい。電気負荷の稼働状況に関する情報には、例えば、電気負荷のＯＮ／ＯＦＦの別に関する情報、電気負荷の稼働状況を決定するオペレータの操作の内容に関する情報、電気負荷の稼働状況を決定する入力装置５２からの入力の内容に関する情報等が含まれる。これにより、制御装置３０は、意図的に、一部の電気負荷の動作を制限し、要求電流合計値を下げることができる。そのため、制御装置３０は、例えば、全ての電気負荷の要求電流合計値が低圧電源４４の最大出力電流を超えてしまい、その影響で、ショベル２００の油圧駆動系の機器や操作系の機器の動作に影響が出てしまうような事態を抑制することができる。

【0120】

例えば、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷には、それぞれ、動作制限に関する優先度（以下、「動作制限優先度」）が予め規定されてよい。そして、制御装置３０は、要求電流合計値が相対的に大きい場合に、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷のうちの動作制限優先度が相対的に高い電気負荷の動作を制限してよい。例えば、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷のうちの油圧駆動系の機器や操作系の機器や制御系の機器の動作制限優先度は、相対的に低く設定されてよい。油圧駆動系の機器や操作系の機器や制御系の機器の動作が制限されると、ショベル２００のアクチュエータの動作に影響が生じる可能性があるからである。また、通信機器についても同様であってよい。一方、冷却系の機器の動作制限優先度は、相対的に高く設定されてよい。冷却回路６０に含まれる冷媒の熱容量が相対的に大きく、一時的に冷却系の機器の動作が制限されても、電気駆動系機器の温度が急上昇するような事態が生じ難いからである。また、空調装置８０、シートヒータ等の快適装備系の機器、オーディオ機器の動作制限優先度は、油圧駆動系の機器等より高く、且つ、冷却系の機器よりも低く設定されてよい。ショベル２００の被駆動要素の動作への影響はないものの、キャビン１０内のオペレータに影響が及びうるからである。

【0121】

低圧電源４４の電力供給対象の複数の電気負荷のうちの一部の電気負荷の動作を制限する方法の詳細は、後述する（図５～８参照）。

【0122】

［低圧電源系に関する制御処理］
次に、図５～図８を参照して、制御装置３０（コントローラ３０Ａ）による低圧電源系に関する制御処理について説明する。以下、低圧電源４４の電力供給対象の冷却系の機器（ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６）等は、常時稼働されていることを前提とする。

【0123】

＜低圧電源系に関する制御処理の第１例＞
図５は、制御装置３０（コントローラ３０Ａ）の低圧電源系に関する制御処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、所定の時間間隔ごとに実行される。以下、図６のフローチャート、及び図７、図８のフローチャートについても同様であってよい。

【0124】

図５に示すように、ステップＳ１０２にて、コントローラ３０Ａは、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１を超えたか否かを判定する。閾値Ｉｔｈ１は、例えば、低圧電源４４の最大出力電流以下に設定される適合値である。コントローラ３０Ａは、要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１を超えている場合、ステップＳ１０４に進み、超えていない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0125】

ステップＳ１０４にて、コントローラ３０Ａは、稼働中のウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作を制限する。コントローラ３０Ａは、例えば、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６を停止させてよい。また、コントローラ３０Ａは、例えば、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６の少なくとも一方を、停止させる代わりに、通常の稼働時よりも回転数が低い状態で稼働させてもよい。以下、図６のフローチャート、及び図７、図８のフローチャートにおけるウォータポンプ６４や冷却ファン６６の動作制限についても同様の方法で行われてよい。これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値を低減させることができる。

【0126】

また、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６の動作制限中において、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対してどの程度上回っているかに応じて、動作制限の程度を可変させてもよい。具体的には、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が大きくなるほど、動作制限の程度を大きくしてよい。例えば、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が相対的に小さい場合、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６の回転数を通常よりも低い状態で稼働させる。また、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が大きくなるほど、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６の回転数を小さくしてよい。そして、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が所定閾値を超える場合、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６を停止させてよい。また、例えば、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が相対的に小さい場合、複数の冷却ファン６６の一部の冷却ファン６６の動作を制限する。また、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が大きくなるほど、複数の冷却ファン６６のうちの動作制限される冷却ファン６６の数を増加させてよい。そして、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１に対して上回っている量が所定閾値を超える場合、全ての冷却ファン６６の動作を制限してよい。以下、図６のフローチャート、及び図７、図８のフローチャートにおけるウォータポンプ６４や冷却ファン６６の動作制限についても同様の方法で行われてよい。

【0127】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ１０４の処理が完了すると、ステップＳ１０６に進む。

【0128】

ステップＳ１０６にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２（≦Ｉｔｈ１）以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２以下である場合、ステップＳ１０８に進み、閾値Ｉｔｈ２以下でない場合、ステップＳ１１０に進む。

【0129】

ステップＳ１０８にて、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。

【0130】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ１０８の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0131】

一方、ステップＳ１１０にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器のうちの少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えたか否かを判定する。閾値ＴＤｔｈ１１は、冷却回路６０の冷却対象の全ての機器ごとに予め規定される適合値である。コントローラ３０Ａは、電気駆動系機器のそれぞれに設置される温度センサの検出信号を取り込むことにより、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器のそれぞれの温度を判断することができる。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の電気駆動系機器のうちの少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えている場合、ステップＳ１１２に進み、全ての電気駆動系の機器の温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えていない場合、ステップＳ１０６に戻る。

【0132】

ステップＳ１１２にて、コントローラ３０Ａは、低圧電源４４の電力供給対象の電気負荷のうちの冷却系の機器以外の特定の機器（以下、「緊急制限対象機器」）に制御指令を出力し、その動作を制限する。そして、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の電気負荷の要求電流合計値を抑制する状態を継続しつつ、電気駆動系機器の温度上昇を抑制することができる。緊急制限対象機器は、例えば、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の中で、上述の動作制限優先度が相対的に高い電気負荷であってよい。また、緊急制限対象機器は、例えば、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の中で、動作制限優先度が相対的に高く、且つ、要求電流が相対的に高い電気負荷であってもよい。動作制限による要求電流合計値の低減効果を高めることができるからである。また、緊急制限対象機器は、例えば、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の中で、動作制限によって、ショベル２００のアクチュエータの動作への影響が相対的に小さいものの、キャビン１０のオペレータにその影響が及びうる電気負荷であってもよい。

【0133】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ１１２の処理が完了すると、ステップＳ１１４に進む。

【0134】

ステップＳ１１４にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２以下である場合、要求電流合計値が相対的に低い状態になったと判断し、ステップＳ１１６に進む。一方、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２以下でない場合、要求電流合計値が相対的に高い状態が継続していると判断し、ステップＳ１１８に進む。

【0135】

ステップＳ１１６にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の中の動作制限が全て解除された状態になる。

【0136】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ１１６の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0137】

一方、ステップＳ１１８にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１（≦ＴＤｔｈ１１）以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１以下である場合、電気駆動系機器の温度がある程度低下したと判断し、ステップＳ１２０に進む。一方、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１以下でない場合、電気駆動系機器の温度がある程度高い状態のままであると判断し、ステップＳ１１４に戻る。

【0138】

ステップＳ１２０にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力しその動作制限を解除する。そして、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を再開させる。

【0139】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ１２０の処理が完了すると、ステップＳ１０６に戻る。

【0140】

このように、本例では、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値が相対的に大きい場合に、冷却系の機器、具体的には、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６の動作を制限する。

【0141】

これにより、制御装置３０は、要求電流合計値が低圧電源４４の最大出力電流を超えるような状況において、ショベル２００のアクチュエータの動作への影響、及びキャビン１０のオペレータへの影響を抑制することができる。

【0142】

＜低圧電源系に関する制御処理の第２例＞
図６は、制御装置３０（コントローラ３０Ａ）の低圧電源系に関する制御処理の第２例を概略的に示すフローチャートである。

【0143】

図６に示すように、ステップＳ２０２，Ｓ２０４は、図５のステップＳ１０２，Ｓ１０４の処理と同じであるため、説明を省略する。

【0144】

ステップＳ２０６は、図５のステップＳ１０６の処理と同じである。コントローラ３０Ａは、判定条件が成立する場合、ステップＳ２０８に進み、判定条件が成立しない場合、ステップＳ２１０に進む。

【0145】

ステップＳ２０８は、図５のステップＳ１０８の処理と同じであるため、説明を省略する。

【0146】

一方、ステップＳ２１０にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器のうちの少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１２（＜ＴＤｔｈ１１）を超えたか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器のうちの少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１２を超えている場合、ステップＳ２１２に進み、閾値ＴＤｔｈ１２を超えていない場合、ステップＳ２０６に戻る。

【0147】

ステップＳ２１２にて、コントローラ３０Ａは、出力装置５０を通じて、オペレータに対する電気負荷（緊急制限対象機器）の動作制限に関する予告の通知を行う。電気負荷の動作制限に関する予告の通知は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷のうちのオペレータに影響が及びうる電気負荷に動作制限が行われる可能性があることを知らせる通知である。これにより、制御装置３０は、オペレータに対して、緊急制限対象機器の動作制限に対する心づもりを促すことができると共に、キャビン１０内で使用されている不要な電気負荷の停止を促すことができる。

【0148】

また、ステップＳ２１２にて、コントローラ３０Ａは、電気負荷の動作制限に関する予告通知を行う代わりに、オペレータに休憩を促す通知を行ってもよい。これにより、コントローラ３０Ａは、オペレータの休憩に伴い、ショベル２００による作業が停止し、低圧電源４４の電力供給対象の電気負荷の要求電流合計値を低減させることができる。

【0149】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ２１２の処理が完了すると、ステップＳ２１４に進む。

【0150】

ステップＳ２１４～ステップＳ２２４は、図５のステップＳ１１０～Ｓ１２０の処理と同じであるため、説明を省略する。

【0151】

このように、本例では、制御装置３０は、冷却系の機器の動作が制限され、且つ、電気駆動系の機器の温度が相対的に高くなってきている場合に、オペレータに対して、緊急制限対象機器の動作制限の予告の通知を行ったり、休憩を促す通知を行ったりする。

【0152】

これにより、制御装置３０は、オペレータに対して、低圧電源４４の電力供給対象の電気負荷の使用を抑制するように促すことができる。

【0153】

＜低圧電源系に関する制御処理の第３例＞
図７、図８は、制御装置３０（コントローラ３０Ａ）の低圧電源系に関する制御処理の第３例を概略的に示すフローチャートである。

【0154】

図７に示すように、ステップＳ３０２にて、コントローラ３０Ａは、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１１を超えたか否かを判定する。閾値Ｉｔｈ１１は、低圧電源４４の最大出力電流より小さく設定される適合値である。コントローラ３０Ａは、要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１１を超えている場合、ステップＳ３０４に進み、閾値Ｉｔｈ１１を超えていない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0155】

ステップＳ３０４にて、コントローラ３０Ａは、冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作を制限する。これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値を低減させつつ、ウォータポンプ６４による冷却回路６０内の冷媒の循環を継続させることができる。

【0156】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３０４の処理が完了すると、ステップＳ３０６に進む。

【0157】

ステップＳ３０６にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１２を超えたか否かを判定する。閾値Ｉｔｈ１２は、閾値Ｉｔｈ１１より大きく、且つ、低圧電源４４の最大出力電流以下に設定される適合値である。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ１２を超えている場合、ステップＳ３０８に進み、閾値Ｉｔｈ１２を超えていない場合、ステップＳ３１６に進む。

【0158】

ステップＳ３０８にて、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４に制御指令を出力し、その動作を制限する。これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値を更に低減させることができる。

【0159】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３０８の処理が完了すると、ステップＳ３１０に進む。

【0160】

図８に示すように、ステップＳ３１０にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２２以下であるか否かを判定する。閾値Ｉｔｈ２２は、閾値Ｉｔｈ１２以下に設定される適合値である。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２２以下である場合、ステップＳ３１２に進み、閾値Ｉｔｈ２２以下でない場合、ステップＳ３３４に進む。

【0161】

ステップＳ３１２にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下であるか否かを判定する。閾値Ｉｔｈ２１は、閾値Ｉｔｈ２２より小さく、且つ、閾値Ｉｔｈ１１以下に設定される適合値である。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下である場合、ステップＳ３１４に進み、閾値Ｉｔｈ２１以下でない場合、ステップＳ３３２に進む。

【0162】

ステップＳ３１４にて、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。

【0163】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３１４の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0164】

一方、図７に示すように、ステップＳ３１６にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下である場合、ステップＳ３１８に進み、閾値Ｉｔｈ２１以下でない場合、ステップＳ３２０に進む。

【0165】

ステップＳ３１８にて、コントローラ３０Ａは、冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。

【0166】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３１８の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0167】

一方、ステップＳ３２０にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系の機器の少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えているか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器の少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えている場合、ステップＳ３２２に進み、閾値ＴＤｔｈ１１を超えていない場合、ステップＳ３０６に戻る。

【0168】

ステップＳ３２２にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作を制限する。そして、コントローラ３０Ａは、冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の電気負荷の要求電流合計値を抑制する状態を継続しつつ、電気駆動系機器の温度上昇を抑制することができる。

【0169】

尚、上述の第２例（図６）の場合と同様、オペレータに対して、緊急制限対象機器の動作制限の予告の通知が行われたり、休憩を促す通知が行われたりしてもよい。この場合、ステップＳ３１６とステップＳ３２０との間に、図６のステップＳ２１０，Ｓ２１２と同様の処理が追加されてよい。

【0170】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３２２の処理が完了すると、ステップＳ３２４に進む。

【0171】

ステップＳ３２４にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下である場合、ステップＳ３２６に進み、閾値Ｉｔｈ２１以下でない場合、ステップＳ３２８に進む。

【0172】

ステップＳ３２６にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の中の動作制限が全て解除された状態になる。

【0173】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３２６の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0174】

一方、ステップＳ３２８にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系の機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系の機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１以下である場合、ステップＳ３３０に進み、閾値ＴＤｔｈ２１以下でない場合、ステップＳ３２４に戻る。

【0175】

ステップＳ３３０にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。そして、コントローラ３０Ａは、冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を再開する。

【0176】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３３０の処理が完了すると、ステップＳ３０６に戻る。

【0177】

一方、図８に示すように、ステップＳ３３２にて、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、要求電流合計値のある程度の低下に応じて、冷却系の機器のうちの冷却ファン６６だけが動作制限される状態に移行する。

【0178】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３３２の処理が完了すると、ステップＳ３０６に戻る。

【0179】

一方、ステップＳ３３４にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系の機器の少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えているか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系機器の少なくとも一つの温度が閾値ＴＤｔｈ１１を超えている場合、ステップＳ３３６に進み、閾値ＴＤｔｈ１１を超えていない場合、ステップＳ３１０に戻る。

【0180】

ステップＳ３３６にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作を制限する。そして、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の電気負荷の要求電流合計値を抑制する状態を継続しつつ、電気駆動系機器の温度上昇を抑制することができる。

【0181】

尚、上述の第２例（図６）の場合と同様、オペレータに対して、緊急制限対象機器の動作制限の予告の通知が行われたり、休憩を促す通知が行われたりしてもよい。この場合、ステップＳ３１０とステップＳ３３４との間に、図６のステップＳ２１０，Ｓ２１２と同様の処理が追加されてよい。

【0182】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３３６の処理が完了すると、ステップＳ３３８に進む。

【0183】

ステップＳ３３８にて、コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、動作制限がないと仮定したときの要求電流合計値が閾値Ｉｔｈ２１以下である場合、ステップＳ３４０に進み、閾値Ｉｔｈ２１以下でない場合、ステップＳ３４２に進む。

【0184】

ステップＳ３４０にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。これにより、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の中の動作制限が全て解除された状態になる。

【0185】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３４０の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0186】

一方、ステップＳ３４２にて、コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系の機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１以下であるか否かを判定する。コントローラ３０Ａは、冷却回路６０の冷却対象の全ての電気駆動系の機器の温度が閾値ＴＤｔｈ２１以下である場合、ステップＳ３４４に進み、閾値ＴＤｔｈ２１以下でない場合、ステップＳ３３８に戻る。

【0187】

ステップＳ３４４にて、コントローラ３０Ａは、緊急制限対象機器に制御指令を出力し、その動作制限を解除する。そして、コントローラ３０Ａは、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６に制御指令を出力し、その動作制限を再開する。

【0188】

コントローラ３０Ａは、ステップＳ３４４の処理が完了すると、ステップＳ３１０に戻る。

【0189】

このように、本例では、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値が相対的に大きい場合に、要求電流合計値が大きくなるにつれて、動作を制限する冷却系の機器の数を段階的に増やしていく。

【0190】

これにより、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値を低減させつつ、冷却系の機器の動作制限の範囲を限定させ、冷却回路６０の冷却対象の電気駆動系機器の温度への影響を抑制することができる。

【0191】

尚、冷却ファン６６が複数設けられる場合、制御装置３０は、本例と同様の方法で、複数の冷却ファン６６のうちの動作を制限する冷却ファンの数を段階的に増やしてもよい。また、冷却ファン６６とは別に、オイルクーラファンが設けられる場合、制御装置３０は、オイルクーラファンを含めて、本例と同様の方法で、動作を制限する冷却系の機器の数を段階的に増やしてもよい。また、コントローラ３０Ａは、冷却系の機器以外の電気負荷も含め、本例と同様の方法で、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷のうちの２以上の電気負荷のうちの動作を制限する電気負荷の数を段階的に増やしてもよい。

【0192】

また、本例では、制御装置３０は、低圧電源４４の電力供給対象の全ての電気負荷の要求電流合計値が相対的に大きい場合に、冷却系の機器のうちの冷却ファン６６を優先的に抑制する。

【0193】

これにより、制御装置３０は、冷却系の機器を制限する場合に、要求電流合計値の大きさによっては、ウォータポンプ６４の動作を継続させることができる。そのため、制御装置３０は、冷却系の機器の動作制限が必要な状況であっても、電気駆動系機器の冷却度合い（冷却効率）の低下を抑制することができる。

【0194】

尚、冷却ファン６６とは別に、オイルクーラファンが設けられる場合、制御装置３０は、本例の場合と同様の方法で、ウォータポンプ６４よりも優先的にオイルクーラファンの動作を制限してよい。油圧駆動系の作動油は、メインポンプ１４により循環されており、オイルクーラファンの動作が制限されても、オイルクーラ７０での熱交換による作動油の冷却をある程度促進させることができるからである。

【0195】

［作用］
次に、図９を参照して、本実施形態に係るショベル２００の作用について説明する。

【0196】

本実施形態では、ショベル２００は、低圧電源４４と、低圧電源４４から供給される電力で稼働する複数の電気負荷と、を備える。そして、低圧電源４４の出力可能な電流の最大値（最大出力電流）は、複数の電気負荷の稼働に必要な電流（要求電流の合計）の最大値よりも小さい。具体的には、低圧電源４４の最大出力電流は、複数の電気負荷のそれぞれの定格電流の合計値よりも小さくなるように設定される。

【0197】

例えば、図９は、低圧電源４４の電力供給対象の複数の電気負荷の要求電流の合計（要求電流合計値）と発生頻度との関係の具体例を示す図である。

【0198】

図９に示すように、ショベル２００において、要求電流合計値が非常に大きい状態（図中の"動作制限範囲"の状態）が発生する頻度は、非常に低い場合が多い。そのため、発生頻度が相対的に低い状況に合わせて、低圧電源４４の最大出力電流を設定すると、発生頻度が相対的に高い要求電流合計値の範囲での低圧電源４４（具体的には、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａ）のエネルギ効率が相対的に低下する可能性がある。よって、ショベル２００の稼働中の全体で見たときの低圧電源４４のエネルギ効率が大きく低下してしまう可能性がある。特に、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａは、蓄電装置１９の電力を用いて、複数の電気負荷に電力を供給するため、エネルギ効率の低下に伴い、蓄電装置１９の蓄電量の減少が早まり、ショベル２００の稼働時間が大きく低下する可能性がある。また、例えば、エンジンが搭載されるショベルの場合のように、エンジンの動力でメインポンプ１４の駆動や発電を行うことができないため、低圧電源４４のエネルギ効率の低下がショベル２００の稼働時間に大きく影響する可能性がある。

【0199】

これに対して、本実施形態では、低圧電源４４の最大出力電流を複数の電気負荷の稼働に必要な電流（要求電流の合計）の最大値よりもある程度小さく設定することができる。そのため、ショベル２００は、発生頻度が相対的に高い要求電流合計値の範囲での低圧電源４４（具体的には、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａ）のエネルギ効率の低下を抑制することができる。特に、本実施形態に係るショベル２００では、蓄電装置１９の電力を用いて、被駆動要素を駆動するアクチュエータを稼働させるため、ＤＣ－ＤＣコンバータ４４Ａのエネルギ効率の低下を抑制することで、ショベル２００の稼働時間の低下を抑制することができる。

【0200】

また、本実施形態では、制御装置３０は、複数の電気負荷に必要な電流（要求電流合計値）が相対的に大きい場合、複数の電気負荷のうちの一部の電気負荷の動作を制限する。

【0201】

これにより、ショベル２００は、例えば、要求電流合計値が低圧電源４４の最大出力電流を超えそうな状況で、要求電流合計値が低圧電源４４の最大出力電流以下になるように、ショベル２００の稼働に影響が少ない特定の電気負荷の動作を制限することができる。そのため、ショベル２００は、低圧電源４４のエネルギ効率の低下を抑制しつつ、低圧電源４４からの電力で稼働する複数の電気負荷の稼働状況をより適切に調整することができる。

【0202】

また、本実施形態では、複数の電気負荷には、それぞれ、動作制限に関する優先度が予め規定されてよい。そして、制御装置３０は、複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、複数の電気負荷のうちの優先度が相対的に高い一部の電気負荷の動作を制限
してよい。

【0203】

これにより、制御装置３０は、例えば、要求電流合計値が低圧電源４４の最大出力電流を超えそうな状況で、具体的に、予め規定される動作制限の優先度が高い特定の電気負荷の動作を制限することができる。

【0204】

また、本実施形態では、複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合に動作が制限される一部の電気負荷には、電気駆動系機器を冷却する冷却系の機器が含まれてよい。

【0205】

これにより、制御装置３０は、例えば、要求電流合計値が低圧電源４４の最大出力電流を超えそうな状況で、ショベル２００の稼働に影響が少ない冷却系の機器の動作を制限することができる。例えば、冷却回路６０には、非常に大きな体積、即ち、大きな熱容量を持つ冷媒が存在し、冷却系の機器が一時的に動作制限されても、電気駆動系機器の温度が急に上昇してしまうことがないからである。

【0206】

また、本実施形態では、複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合に動作が制限される冷却系の機器は、冷却ファン６６と、ウォータポンプ６４とを含んでよい。そして、制御装置３０は、複数の電気負荷に必要な電流が相対的に大きい場合、ウォータポンプ６４及び冷却ファン６６のうちの冷却ファン６６の動作を優先的に制限してよい。

【0207】

これにより、ショベル２００は、冷却系の機器の動作制限が必要な状況であっても、電気駆動機器の冷却度合いの低下を抑制することができる。冷却ファン６６の動作が制限され、ラジエータ６２への送風が制限される場合でも、冷媒の循環が継続されていれば、冷却効率は低下するものの、ラジエータ６２での冷媒と外気との間の熱交換による電気駆動系機器の冷却がある程度促進されるからである。

【0208】

また、制御装置３０は、冷却系の機器の動作を制限している状態で、電気駆動系機器の温度が相対的に高くなった場合に、出力装置５０を通じて、オペレータに複数の電気負荷の少なくとも一部の使用の制限を促してよい。

【0209】

これにより、ショベル２００は、冷却系の機器の動作の制限に伴って電気駆動系機器の温度がある程度上昇している状況で、オペレータに自発的な電気負荷の使用制限を行わせることができる。そのため、ショベル２００は、例えば、電気駆動系機器の温度上昇を抑制するために、冷却系の機器の動作制限を解除し、代わりに、オペレータに影響が及ぶ電気負荷の動作を強制的に制限し、オペレータに不快感を与えるような事態の発生を抑制することができる。

【0210】

［変形・変更］
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0211】

例えば、上述した実施形態では、エンジン非搭載のショベル２００に搭載される低圧電源４４の最大出力電流の設定方法、及び低圧電源系に関する制御方法について説明したが、同様の方法は、エンジンが搭載されるショベルの低圧電源系に適用されてもよい。

【0212】

また、上述した実施形態及び変形・変更の例では、低圧電源の最大出力電流の設定方法、及び低圧電源系に関する制御方法について説明したが、同様の方法は、高圧電源（蓄電装置１９及び電力変換装置１００）に関して適用されてもよい。

【0213】

また、上述した実施形態及び変形・変更の例では、ショベルに搭載される低圧電源の最大出力電流の設定方法、及び低圧電源系に関する制御方法について説明したが、同様の方法は、他の作業機械の低圧電源系に適用されてもよい。他の作業機械は、例えば、産業用車両、フォークリフト、クレーン、ブルドーザ等を含む。

【符号の説明】

【0214】

１２ ポンプ用電動機（電動アクチューエータ）
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブ
１７Ａ ソレノイドアクチュエータ
１８ インバータユニット
１８Ａ インバータ
１８Ｂ インバータ
１９ 蓄電装置
２１ 旋回用電動機（電動アクチュエータ）
２６ 操作装置（電気負荷）
３０ 制御装置
３０Ａ～３０Ｃ コントローラ（電気負荷）
３１ 圧力制御弁（電気負荷）
４４ 低圧電源（電源）
４４Ａ ＤＣ－ＤＣコンバータ（電力変換装置）
４４Ｂ バッテリ
５０ 出力装置（電気負荷）
５２ 入力装置（電気負荷）
６０ 冷却回路
６２ ラジエータ
６４ ウォータポンプ（電気負荷、冷却系の機器）
６６ 冷却ファン（電気負荷、冷却系の機器）
７０ オイルクーラ
８０ 空調装置（電気負荷）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】