特許 7588050 電動式作業機械

(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】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】電動式作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021136917

(22)【出願日】2021-08-25

(65)【公開番号】P2023031434

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2024-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金田 健佑

(72)【発明者】

【氏名】北原 訓

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０４９８１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１９０１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００３７２１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０６－０３２１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０４２５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１５６４０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０４１７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９０６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１９８５７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０１３０６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータと、
圧油の供給によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記電動モータによって駆動され、前記油圧アクチュエータに前記圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される前記圧油の流れ方向および流量を制御するコントロールバルブと、
前記電動モータによって駆動され、前記コントロールバルブに対する入力指令となるパイロット油を吐出するパイロットポンプと、
オペレータの操作に応じて、前記パイロットポンプから前記コントロールバルブへの前記パイロット油の供給を制御するリモコン弁と、
前記リモコン弁を有する操作レバーと、
オペレータによる前記操作レバーの操作を検知する操作検知部と、
前記パイロットポンプから前記リモコン弁に至る前記パイロット油の油路から分岐した油路に位置し、前記パイロットポンプによって発生するパイロット圧を蓄積するアキュムレータと、
前記電動モータの回転数を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記操作検知部によるオペレータの前記操作レバーの操作無しの検知から所定時間経過後、前記電動モータの回転数を、前記油圧アクチュエータを駆動する定格回転数からオートデセル回転数まで低下させ、その後、前記操作レバーの操作有りを検知したときに、前記電動モータの回転数を前記オートデセル回転数から前記定格回転数まで増加させ、
前記オートデセル回転数は、前記コントロールバルブを制御するために必要な前記パイロット圧の規定圧を前記アキュムレータに蓄積できる最小回転数よりも高い回転数に設定されている、電動式作業機械。

【請求項2】

前記操作レバーが配置される操縦部と、
前記操縦部における前記オペレータの動作を検知する動作検知部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記電動モータの回転数を前記定格回転数から前記オートデセル回転数まで低下させた後、前記動作検知部による前記オペレータの所定の動作以外の動作の検知があった場合に、前記電動モータの回転を停止させ、その後、前記動作検知部による前記所定の動作の検知があった場合に、前記電動モータの回転数を前記オートデセル回転数に復帰させる、請求項１に記載の電動式作業機械。

【請求項3】

前記オペレータの操作により、前記オペレータの前記操縦部からの退出を遮断する下方位置と、前記オペレータの前記操縦部からの退出を可能にする上方位置との間で回動するカットオフレバーをさらに備え、
前記動作検知部は、前記所定の動作として、前記オペレータが前記カットオフレバーを前記下方位置に回動させる動作を検知するカットオフスイッチを含む、請求項２に記載の電動式作業機械。

【請求項4】

前記制御部は、前記電動モータの回転数を前記定格回転数から前記オートデセル回転数まで低下させた後、前記オペレータが前記カットオフレバーを前記上方位置に回動させた動作を前記カットオフスイッチが検知し、かつ、前記上方位置への回動を検知した時点から一定時間が経過した後に、前記電動モータの回転を停止させる、請求項３に記載の電動式作業機械。

【請求項5】

前記動作検知部は、前記所定の動作として、前記オペレータが前記操縦部の操縦席に着座した動作を検知する着座スイッチを含む、請求項２から４のいずれかに記載の電動式作業機械。

【請求項6】

前記動作検知部は、前記所定の動作として、前記操縦部の操縦席に着座した前記オペレータがシートベルトを装着した動作を検知するシートベルト検知スイッチを含む、請求項２から５のいずれかに記載の電動式作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動式作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンによって駆動される油圧ショベルなどの作業機械が提案されている。例えば特許文献１では、オートデセル制御機能を備えた作業機械が開示されている。特許文献１におけるオートデセル制御機能とは、全ての操作レバーが操作されていない中立状態となってから所定時間が経過した後に、予め設定された回転数よりも小さい回転数（オートデセル回転数）でエンジンを回転させる制御機能を言う。このオートデセル制御機能により、エンジンの燃料消費を低減させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１９０６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンジンによって駆動される油圧ショベルでは、エンジンの回転を安定的に維持することができる回転数領域の範囲内でオートデセル回転数を設定することができる。したがって、例えば、上記回転数領域の下限を、オートデセル回転数として設定することができる。

【0005】

一方、電動モータによって駆動される油圧ショベルでは、電動モータの回転数を自由に設定することができる。このため、電力消費の低減だけを考えると、操作レバーが全て中立状態となった場合、電動モータの回転数をゼロに近づけ、究極的には電動モータを停止させることが望ましい。

【0006】

しかし、電動モータの回転数をゼロに近づけると、アキュムレータで保持されるパイロット圧も低下する。この場合、アキュムレータにおいて、パイロット圧として、油圧アクチュエータを制御するコントロールバルブのスプールを動かすために必要な圧力（規定圧）を保持することができない場合がある。アキュムレータに規定圧未満のパイロット圧が保持されている状態で、オペレータが急に操作レバーを動かし、電動モータの回転数を上げると、パイロット圧は増加し、やがて規定圧に達する。しかし、パイロット圧が初期の圧力から規定圧に達するまでには、一定の時間を有する。このため、油圧アクチュエータの駆動を再開させるべく、オペレータが操作レバーを動かしても、油圧アクチュエータは直ちに駆動されず、結果的に油圧ショベルの操作性が損なわれる。

【0007】

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、油圧アクチュエータの駆動停止時における電動モータの不要な電力消費を抑えつつ、油圧アクチュエータの駆動再開時に、油圧アクチュエータを直ちに駆動させて操作性を向上させることができる電動式作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面に係る電動式作業機械は、電動モータと、圧油の供給によって駆動される油圧アクチュエータと、前記電動モータによって駆動され、前記油圧アクチュエータに前記圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される前記圧油の流れ方向および流量を制御するコントロールバルブと、前記電動モータによって駆動され、前記コントロールバルブに対する入力指令となるパイロット油を吐出するパイロットポンプと、オペレータの操作に応じて、前記パイロットポンプから前記コントロールバルブへの前記パイロット油の供給を制御するリモコン弁と、前記リモコン弁を有する操作レバーと、オペレータによる前記操作レバーの操作を検知する操作検知部と、前記パイロットポンプから前記リモコン弁に至る前記パイロット油の油路から分岐した油路に位置し、前記パイロットポンプによって発生するパイロット圧を蓄積するアキュムレータと、前記電動モータの回転数を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作検知部によるオペレータの前記操作レバーの操作無しの検知から所定時間経過後、前記電動モータの回転数を、前記油圧アクチュエータを駆動する定格回転数からオートデセル回転数まで低下させ、その後、前記操作レバーの操作有りを検知したときに、前記電動モータの回転数を前記オートデセル回転数から前記定格回転数まで増加させ、前記オートデセル回転数は、前記コントロールバルブを制御するために必要な前記パイロット圧の規定圧を前記アキュムレータに蓄積できる最小回転数よりも高い回転数に設定されている。

【発明の効果】

【0009】

上記の構成によれば、油圧アクチュエータの駆動停止時における電動モータの不要な電力消費を抑えつつ、油圧アクチュエータの駆動再開時に、油圧アクチュエータを直ちに駆動させて、電動式作業機械の操作性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の一形態に係る電動式作業機械の一例である油圧ショベルの概略の構成を示す側面図である。

【図2】上記油圧ショベルの制御系および油圧系の構成を模式的に示すブロック図である。

【図3】電動モータの回転数とアキュムレータ圧との関係を示すグラフである。

【図4】上記電動モータの回転数制御の一例による動作の流れを示すフローチャートである。

【図5】上記油圧ショベルの制御系の他の構成を模式的に示すブロック図である。

【図6】上記電動モータの回転数制御の他の例による動作の流れを示すフローチャートである。

【図7】上記油圧ショベルの制御系のさらに他の構成を模式的に示すブロック図である。

【図8】上記電動モータの回転数制御のさらに他の例による動作の流れを示すフローチャートである。

【図9】上記電動モータの回転数制御のさらに他の例による動作の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【0012】

〔１．電動式作業機械〕
図１は、本実施形態の電動式作業機械の一例である油圧ショベル１の概略の構成を示す側面図である。油圧ショベル１は、下部走行体２と、作業機３と、上部旋回体４と、を備える。

【0013】

ここで、図１において、方向を以下のように定義する。まず、下部走行体２が直進する方向を前後方向とし、そのうちの一方側を「前」とし、他方側を「後」とする。図１では、例として、ブレード２３に対して走行モータ２２側を「前」として示す。また、前後方向に垂直な横方向を左右方向とする。このとき、操縦席４１ａに座ったオペレータ（操縦者、運転手）から見て左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向を上下方向とし、重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。

【0014】

下部走行体２は、左右一対のクローラ２１と、左右一対の走行モータ２２と、を備える。各走行モータ２２は、油圧モータである。左右の走行モータ２２が、左右のクローラ２１をそれぞれ駆動することにより、油圧ショベル１を前後進させることができる。下部走行体２には、整地作業を行うためのブレード２３と、ブレードシリンダ２３ａとが設けられる。ブレードシリンダ２３ａは、ブレード２３を上下方向に回動させる油圧シリンダである。

【0015】

作業機３は、ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３を備える。ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３を独立して駆動することにより、土砂等の掘削作業を行うことができる。

【0016】

ブーム３１は、ブームシリンダ３１ａによって回動される。ブームシリンダ３１ａは、基端部が上部旋回体４の前部に支持され、伸縮自在に可動する。アーム３２は、アームシリンダ３２ａによって回動される。アームシリンダ３２ａは、基端部がブーム３１の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。バケット３３は、バケットシリンダ３３ａによって回動される。バケットシリンダ３３ａは、基端部がアーム３２の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、およびバケットシリンダ３３ａは、油圧シリンダにより構成される。

【0017】

上部旋回体４は、下部走行体２に対して旋回ベアリング（不図示）を介して旋回可能に構成される。上部旋回体４には、操縦部４１、旋回台４２、旋回モータ４３、機関室４４等が配置される。上部旋回体４は、油圧モータである旋回モータ４３の駆動により、旋回ベアリングを介して旋回する。

【0018】

上部旋回体４には、複数の油圧ポンプ７１（図２参照）が配置される。各油圧ポンプ７１は、機関室４４の内部の電動モータ６１（図２参照）によって駆動される。各油圧ポンプ７１は、油圧モータ（例えば左右の走行モータ２２、旋回モータ４３）、および油圧シリンダ（例えばブレードシリンダ２３ａ、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａ）に作動油（圧油）を供給する。任意の油圧ポンプ７１から作動油が供給されて駆動される油圧モータおよび油圧シリンダを、まとめて油圧アクチュエータ７３（図２参照）と呼ぶ。

【0019】

操縦部４１には、操縦席４１ａが配置される。操縦席４１ａの周囲には、各種のレバー４１ｂが配置される。上記のレバー４１ｂには、操作レバー４１ｂ１が含まれる。オペレータが操縦席４１ａに着座して操作レバー４１ｂ１を操作することにより、油圧アクチュエータ７３が駆動される。これにより、下部走行体２の走行、ブレード２３による整地作業、作業機３による掘削作業、上部旋回体４の旋回、等を行うことができる。このように、本実施形態の油圧ショベル１は、操作レバー４１ｂ１が配置される操縦部４１を備える。

【0020】

レバー４１ｂには、上記の操作レバー４１ｂ１のほか、カットオフレバー４１ｂ２も含まれる。カットオフレバー４１ｂ２は、操縦席４１ａの左横に上下に回動可能に設けられる。カットオフレバー４１ｂ２の回動位置は、カットオフスイッチ４１ｃ（図２参照）によって検出される。カットオフスイッチ４１ｃは、カットオフレバー４１ｂ２の基端部に配置される。

【0021】

上部旋回体４には、バッテリー５１（例えばリチウムイオンバッテリー）が取り付けられる。バッテリー５１から供給される電力により、電動モータ６１を駆動することができる。上部旋回体４に設けられる不図示の給電口と外部電源とを、給電ケーブルを介して接続することにより、バッテリー５１を充電することも可能である。

【0022】

なお、下部走行体２、作業機３および上部旋回体４をまとめて機体ＢＡとしたとき、機体ＢＡは、電力と油圧機器とを併用して駆動されてもよい。つまり、機体ＢＡは、油圧アクチュエータ７３などの油圧機器の他に、電動走行モータ、電動シリンダ、電動旋回モータ等を含んでいてもよい。

【0023】

〔２．制御系および油圧系の構成〕
図２は、油圧ショベル１の制御系および油圧系の構成を模式的に示すブロック図である。油圧ショベル１は、電動モータ６１と、インバータ６２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６３と、を備える。

【0024】

電動モータ６１は、バッテリー５１からインバータ６２を介して供給される電力により駆動される。電動モータ６１は、永久磁石モータまたは誘導モータで構成される。なお、ミニショベルなど小型の作業機械に電動モータ６１を装着する場合、小型でレイアウト性に優れる観点から、誘導モータよりも永久磁石モータで電動モータ６１を構成することが望ましい。

【0025】

電動モータ６１の回転数は、回転数センサ６１ａによって検出される。回転数センサ６１ａは、レゾルバ、エンコーダ、ホール素子等を用いて構成される。回転数センサ６１ａによって検出された情報（電動モータ６１の回転数情報）は、インバータ６２に入力され、インバータ６２でのフィードバック制御に供される。

【0026】

インバータ６２は、高圧を出力可能なバッテリー５１から供給される直流電圧を、交流電圧に変換して電動モータ６１に供給する。これにより、電動モータ６１が回転する。インバータ６２から電動モータ６１への交流電圧（電流）の供給は、ＥＣＵ６３から出力される回転指令に基づいて行われる。

【0027】

ＥＣＵ６３は、インバータ６２を制御することにより、電動モータ６１の回転数を制御する制御部として機能する。このようなＥＣＵ６３は、電子制御ユニットまたはＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される。すなわち、本実施形態の油圧ショベル１は、電動モータ６１の回転数を制御するＥＣＵ６３を備える。なお、電動モータ６１の回転数の具体的な制御については後述する。また、ＥＣＵ６３には、後述する電磁弁７５の通電信号が入力される。これにより、ＥＣＵ６３は、電磁弁７５の通電状態／非通電状態を認識することができる。

【0028】

ＥＣＵ６３は、デセル時間計測部６３ａを有する。デセル時間計測部６３ａは、デセル時間を計測する計時部であり、例えばＥＣＵ６３が内蔵するタイマーで構成される。ここで、上記のデセル時間とは、操作レバー４１ｂ１（図１参照）が中立位置にあり、油圧アクチュエータ７３が駆動されない状態が継続する時間を指す。

【0029】

上記した電動モータ６１の回転軸（出力軸）には、パイロットポンプ７０と、複数の油圧ポンプ７１と、が接続される。パイロットポンプ７０は、コントロールバルブ７２に対する入力指令となるパイロット油を吐出する。

【0030】

複数の油圧ポンプ７１は、可変容量型ポンプおよび固定容量型ポンプを含む。図２では、例として油圧ポンプ７１を１つのみ図示している。油圧ポンプ７１により、作動油タンク（不図示）内の作動油が圧油として、コントロールバルブ７２を介して油圧アクチュエータ７３に供給される。これにより、油圧アクチュエータ７３が駆動される。

【0031】

コントロールバルブ７２は、油圧ポンプ７１から油圧アクチュエータ７３に供給される圧油の流れ方向および流量を制御する方向切替弁であり、各油圧アクチュエータ７３に対応して設けられる。

【0032】

このように、本実施形態の油圧ショベル１は、電動モータ６１と、圧油の供給によって駆動される油圧アクチュエータ７３と、電動モータ６１によって駆動され、油圧アクチュエータ７３に圧油を供給する油圧ポンプ７１と、油圧ポンプ７１から油圧アクチュエータ７３に供給される圧油の流れ方向および流量を制御するコントロールバルブ７２と、電動モータ６１によって駆動され、コントロールバルブ７２に対する入力指令となるパイロット油を吐出するパイロットポンプ７０と、を備える。

【0033】

油圧ショベル１は、リモコン弁７４と、電磁弁７５と、アキュムレータ７６と、をさらに備える。リモコン弁７４は、パイロットポンプ７０からコントロールバルブ７２に供給されるパイロット油の向きと圧力を切り換えるために設けられる。リモコン弁７４は、操作レバー４１ｂ１を構成するとともに、操作レバー４１ｂ１の操作方向および操作量に応じて、パイロットポンプ７０から供給されるパイロット油の圧力（パイロット圧）を減圧してパイロット２次圧を生成する。

【0034】

このように、本実施形態の油圧ショベル１は、オペレータの操作に応じて、パイロットポンプ７０からコントロールバルブ７２へのパイロット油の供給を制御するリモコン弁７４と、リモコン弁７４を有する操作レバー４１ｂ１と、を備える。

【0035】

電磁弁７５は、パイロットポンプ７０とリモコン弁７４との間の油路に位置し、パイロットポンプ７０からリモコン弁７４へのパイロット油（パイロット圧）の供給を制御する。アキュムレータ７６は、パイロットポンプ７０とリモコン弁７４との間のパイロット油の油路から分岐した油路に位置する。より詳しくは、アキュムレータ７６は、パイロットポンプ７０と電磁弁７５との間の油路から分岐した油路に位置する。そして、アキュムレータ７６は、パイロットポンプ７０によって発生するパイロット圧を蓄積する。

【0036】

油圧ショベル１は、圧力センサ７７をさらに備える。圧力センサ７７は、リモコン弁７４からコントロールバルブ７２に供給されるパイロット油の圧力を検知する。これにより、圧力センサ７７は、オペレータによる操作レバー４１ｂ１の操作の有無を検知することができる。つまり、圧力センサ７７は、操作レバー４１ｂ１の操作を検知する操作検知部を構成する。圧力センサ７７での検知結果は、ＥＣＵ６３に出力される。これにより、ＥＣＵ６３は、圧力センサ７７で検知されたパイロット油の圧力に基づいて、油圧アクチュエータ７３が作業状態（駆動状態）であるか停止状態であるかを判断することができる。

【0037】

〔３．油圧アクチュエータの駆動可否の切り替えについて〕
油圧アクチュエータ７３の駆動の可否は、カットオフレバー４１ｂ２の操作により、以下のようにして切り替えられる。まず、カットオフレバー４１ｂ２が操縦部４１の出入口を遮断するように下方位置に回動しているとき、カットオフスイッチ４１ｃはオンの状態となり、電磁弁７５は通電状態となる。これにより、電磁弁７５から下流側（リモコン弁７４側）にパイロット圧を出力することが可能となる。

【0038】

リモコン弁７４は、コンロトールバルブ７２の入力ポートとつながっているため、オペレータが所定の操作レバー４１ｂ１を操作することにより、上記操作レバー４１ｂ１の動きに応じてリモコン弁７４からパイロット圧が出力される。すると、コントロールバルブ７２のスプールが動き、操作レバー４１ｂ１の動きに対応して油圧アクチュエータ７３に圧油が供給される。その結果、油圧アクチュエータ７３が駆動される。

【0039】

一方、カットオフレバー４１ｂ２が上方位置に回動しているとき、カットオフスイッチ４１ｃはオフの状態となる。この場合、電磁弁７５は非通電状態となり、遮断される。その結果、リモコン弁７４からパイロット圧を出力することができなくなり、油圧アクチュエータ７３は駆動不可となる。つまり、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作しても、油圧アクチュエータ７３は駆動不可能な状態となる。オペレータは、操縦部４１から退出しようとするとき、カットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させ、油圧アクチュエータ７３を駆動不能にしてから、操縦部４１から退出することになる。

【0040】

このように、本実施形態の油圧ショベル１は、オペレータの操作により、オペレータの操縦部４１からの退出を遮断する下方位置と、オペレータの操縦部４１からの退出を可能にする上方位置との間で回動するカットオフレバー４１ｂ２を備える。

【0041】

〔４．電動モータの回転数制御について〕
図３は、電動モータ６１の回転数と、アキュムレータ７６に蓄積されるパイロット圧（アキュムレータ圧）との関係を示すグラフである。ここで、コントロールバルブ７２を制御するために必要なパイロット圧を、規定圧Ｐ（ＭＰａ）と称する。また、電動モータ６１の回転により、規定圧Ｐのパイロット圧がアキュムレータ７６に蓄積されるときの電動モータ６１の回転数を、Ａｐ（ｒｐｍ）とする。さらに、油圧アクチュエータ７３を駆動するときの電動モータ６１の定格回転数を、Ａｒ（ｒｐｍ）とする。なお、定格回転数Ａｒは、任意に設定可能である。そして、操作レバー４１ｂ１が中立状態にあり、油圧アクチュエータ７３が駆動されないときに電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオートデセル回転数まで低下させるときの、上記オートデセル回転数を、Ａｄ（ｒｐｍ）とする。つまり、Ａｄ＜Ａｒである。

【0042】

ＥＣＵ６３は、オペレータによる操作レバー４１ｂ１の操作状態に応じて、電動モータ６１の回転数を以下のように制御する。すなわち、圧力センサ７７によるオペレータの操作レバー４１ｂ１の操作無し（中立状態）の検知から所定時間経過後、電動モータ６１の回転数を、定格回転数Ａｒからオートデセル回転数Ａｄまで低下させる。その後、圧力センサ７７がオペレータの操作レバー４１の操作有りを検知したときに、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数Ａｄから定格回転数Ａｒまで増加させる。なお、コントロールバルブ７２のスプールの動きを検知する油圧路の圧力をセンサで検知することにより、操作レバー４１ｂ１の操作の有無を検知してもよい。

【0043】

ここで、本実施形態では、オートデセル回転数Ａｄは、規定圧Ｐよりも小さい圧力（例えばＰ０（ＭＰａ））でアキュムレータ７６に蓄積されたパイロット圧が、規定圧Ｐまで増加する回転数領域Ｒよりも高い回転数に設定されている。なお、上記の回転数領域Ｒとは、電動モータ６１の回転により、圧力Ｐ０のパイロット圧がアキュムレータ７６に蓄積されるときの電動モータ６１の回転数をＡ０（ｒｐｍ）として、Ａ０以上Ａｐ以下の回転数の範囲を指す。したがって、本実施形態では、Ａｐ＜Ａｄである。以上のことから、オートデセル回転数Ａｄは、コントロールバルブ７２を制御するために必要なパイロット圧の規定圧Ｐをアキュムレータ７６に蓄積できる最小回転数Ａｐよりも高い回転数に設定されている、と言うこともできる。

【0044】

（具体例１）
以下、電動モータ６１の回転数制御の具体例について説明する。図４は、電動モータ６１の回転数制御の一例による動作の流れを示すフローチャートである。まず、ＥＣＵ６３は、圧力センサ７７でのパイロット圧の検知結果に基づき、操作レバー４１ｂ１の中立状態（油圧アクチュエータ７３の駆動停止状態）が所定時間以上続いたか否かを判断する（Ｓ１）。上記所定時間は、例えば０秒から１分の間で任意に設定可能である。上記所定時間の計測は、デセル時間計測部６３ａによって行われる。

【0045】

次に、Ｓ１にて、操作レバー４１ｂ１の中立状態が所定時間以上続いている場合には、ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数をオードデセル回転数Ａｄに設定する（Ｓ２）。つまり、ＥＣＵ６３は、インバータ６２を制御して、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオードデセル回転数Ａｄまで低下させる。

【0046】

続いて、ＥＣＵ６３は、カットオフスイッチ４１ｃの検知結果に基づき、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させたか否かを判断する（Ｓ３）。例えばカットオフスイッチ４１ｃがオフ状態であれば、ＥＣＵ６３は、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させたと判断することができる。

【0047】

Ｓ３にて、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させたと判断した場合、ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を０（ｒｐｍ）に設定する（Ｓ４）。つまり、ＥＣＵ６３は、インバータ６２を制御して、電動モータ６１の回転を停止させる。

【0048】

次に、ＥＣＵ６３は、カットオフスイッチ４１ｃの検知結果に基づき、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させたか否かを判断する（Ｓ５）。例えばカットオフスイッチ４１ｃがオン状態であれば、ＥＣＵ６３は、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させたと判断することができる。

【0049】

Ｓ５にて、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させたと判断した場合、ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数Ａｄに設定する（Ｓ６）。つまり、ＥＣＵ６３は、インバータ６２を制御して、電動モータ６１の回転数を０（ｒｐｍ）からオートデセル回転数Ａｄまで増大させる。

【0050】

次に、ＥＣＵ６３は、圧力センサ７７でのパイロット圧の検知結果に基づき、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作したか否か、つまり、操作レバー４１ｂ１の中立状態が解除されたか否かを判断する（Ｓ７）。

【0051】

Ｓ７にて、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作したと判断した場合、ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒに設定する（Ｓ８）。つまり、ＥＣＵ６３は、インバータ６２を制御して、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数Ａｄから定格回転数Ａｒまで増大させる。これにより、油圧アクチュエータ７３の駆動が再開される。

【0052】

以上のように、具体例１の回転数制御では、操作レバー４１ｂ１の操作無しの検知から所定時間経過後、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオートデセル回転数Ａｄまで低下させる（Ｓ１、Ｓ２）。これにより、電動モータ６１の不要な電力消費を抑えてエネルギーロスを低減することができる。また、オートデセル回転数Ａｄが、パイロット圧の規定圧Ｐをアキュムレータ７６に蓄積できる最小回転数Ａｐよりも高い回転数に設定されている（Ａｐ＜Ａｄ）。このため、油圧アクチュエータ７３の駆動が停止している状態で、オペレータ操作に応じたリモコン弁７４の制御により、油圧アクチュエータ７３の駆動を再開しようとする場合でも、規定圧Ｐよりも高い圧力でアキュムレータ７６に蓄積されたパイロット圧をコントロールバルブ７２に供給して油圧アクチュエータ７３を直ちに駆動することができる（Ｓ７、Ｓ８）。これにより、油圧ショベル１の操作性を向上させることができる。

【0053】

つまり、具体例１の回転数制御によれば、油圧アクチュエータ７３の駆動停止時における電動モータ６１の不要な電力消費を抑えつつ、油圧アクチュエータ７３の駆動再開時には油圧アクチュエータ７３をすぐに駆動させて、電動式の油圧ショベル１の操作性を向上させることができる。

【0054】

また、カットオフスイッチ４１ｃは、上述のように、オペレータによって操作されるカットオフレバー４１ｂ２の上下の回動位置を検知する。このことから、カットオフスイッチ４１ｃは、操縦部４１におけるオペレータの動作（例えばカットオフレバー４１ｂ２を上方位置または下方位置に回動させる動作）を検知する動作検知部８０（図２参照）を構成していると言える。つまり、油圧ショベル１は、カットオフスイッチ４１ｃを上記動作検知部８０として備えている。

【0055】

そして、ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオートデセル回転数Ａｄまで低下させた後、動作検知部８０（カットオフスイッチ４１ｃ）によるオペレータの所定の動作以外の動作の検知があった場合に、電動モータ６１の回転を停止させる（Ｓ２～Ｓ４）。その後、ＥＣＵ６３は、動作検知部８０による上記所定の動作の検知があった場合に、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数に復帰させる（Ｓ５～Ｓ６）。なお、オペレータの所定の動作とは、例えばオペレータがカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させる動作を指す。一方、オペレータの所定の動作以外の動作とは、例えばオペレータがカットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させる動作を指す。

【0056】

オペレータは、油圧アクチュエータ７３を駆動する際、操縦部４１においてカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させた状態で操作レバー４１ｂ１を操作する。このため、電動モータ６１の回転数がオートデセル回転数Ａｄに設定された後、動作検知部８０によって、カットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させる動作の検知があった場合、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作する可能性が低いことが予想される。この場合、操作レバー４１ｂ１の操作によって油圧アクチュエータ７３が直ちに駆動されることはほとんどないと考えられる。したがって、Ｓ４にて、電動モータ６１の回転を停止させても（アキュムレータ７６に蓄積されるパイロット圧が低くなっても）特に問題はない。むしろ、電動モータ６１の回転を停止させることにより、電動モータ６１の無駄な電力消費の低減を最大限図ることができる。

【0057】

また、その後、Ｓ５にて、動作検知部８０によるオペレータの所定の動作（カットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させる動作）の検知があった場合には、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作する可能性が高いことが予想される。この場合に、Ｓ６にて、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数Ａｄに復帰させることにより、Ｓ７およびＳ８での油圧アクチュエータ７３の駆動の再開に備えることができる。つまり、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作したときに、油圧アクチュエータ７３を直ちに駆動させることができる。

【0058】

また、動作検知部８０は、所定の動作として、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させる動作を検知するカットオフスイッチ４１ｃを含む。この場合、ＥＣＵ６３は、動作検知部８０としてのカットオフスイッチ４１ｃによる所定の動作の検知の有無に基づいて、上述のように電動モータ６１の回転数を適切に制御することができる。

【0059】

なお、Ｓ５にて、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を下方位置に回動させたと判断した場合、ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒまで増大させてもよい。上記回動の行為は、即時に油圧ショベル１を動かしたいというオペレータの意思の現れと考えられる。したがって、油圧アクチュエータ７３の駆動停止時における電動モータ６１の不要な電力消費の低減よりも、油圧アクチュエータ７３の駆動再開時の即時駆動を重視する場合には、上記制御が有効となる。

【0060】

（具体例２）
次に、電動モータ６１の回転数制御の他の具体例について説明する。図５は、油圧ショベル１の制御系の他の構成を模式的に示すブロック図である。図５に示す油圧ショベル１は、ＥＣＵ６３がアイドルストップ時間計測部６３ｂをさらに備える点以外は、図２で示した油圧ショベル１の構成と同様である。

【0061】

アイドルストップ時間計測部６３ｂは、アイドルストップ時間を計測する計時部であり、例えばＥＣＵ６３が内蔵するタイマーで構成される。ここで、上記のアイドルストップ時間とは、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させた時点からの経過時間を指す。

【0062】

図６は、電動モータ６１の回転数制御の他の例による動作の流れを示すフローチャートである。図６では、上述したＳ３とＳ４との間にＳ３－１の工程が加わった以外は、図４と同様である。

【0063】

ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオートデセル回転数Ａｄまで低下させた後（Ｓ２）、オペレータがカットオフレバー４１ｂ２を上方位置に回動させた動作をカットオフスイッチ４１ｃが検知し（Ｓ３）、かつ、上方位置への回動動作を検知した時点から一定時間が経過した後に（Ｓ３－１）、電動モータ６１の回転を停止させてもよい（Ｓ４）。なお、上記一定時間は、例えば３分から１５分の間で任意に設定可能である。上記一定時間の計測は、アイドルストップ時間計測部６３ｂによって行われる。

【0064】

カットオフレバー４１ｂ１が上方位置に回動してから一定時間が経過すると、オペレータが操縦部４１から退出した可能性が非常に高くなる。この場合、オペレータが操作レバー４１ｂ１を操作する可能性は非常に低いと考えられる。したがって、Ｓ４にて、電動モータ６１の回転を停止させることにより、電動モータ６１の電力消費の低減を安心して図ることができる。

【0065】

〔５．変形例〕
図７は、油圧ショベル１の制御系のさらに他の構成を模式的に示すブロック図である。油圧ショベル１の動作検知部８０は、上述したカットオフスイッチ４１ｃには限定されない。動作検知部８０は、着座スイッチ８１およびシートベルト検知スイッチ８２の少なくとも一方をさらに含んでいてもよい。

【0066】

着座スイッチ８１は、操縦部４１に乗り込んだオペレータが操縦席４１ａのシートに着座したか否かを検知するセンサである。したがって、着座スイッチ８１は、例えば、オペレータが操縦部４１の操縦席４１ａに着座した動作を、所定の動作として検知することができ、オペレータが起立した動作（着座の解除動作）を、所定の動作以外の動作として検知することができる。

【0067】

シートベルト検知スイッチ８２は、操縦席４１ａに着座したオペレータがシートベルトを装着したか否かを検知するセンサである。したがって、シートベルト検知スイッチ８２は、例えば、操縦席４１ａに着座したオペレータがシートベルトを装着した動作を、所定の動作として検知することができ、オペレータがシートベルトを外した動作を、所定の動作以外の動作として検知することができる。

【0068】

図８は、電動モータ６１の回転数制御のさらに他の例による動作の流れを示すフローチャートである。図８では、上述したＳ３をＳ３’に置き換え、Ｓ５をＳ５’に置き換えた以外は、図４と同様である。

【0069】

ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオートデセル回転数Ａｄまで低下させた後（Ｓ２）、動作検知部８０としての着座スイッチ８１によるオペレータの所定の動作以外の動作（起立動作）の検知があった場合に（Ｓ３’）、電動モータ６１の回転を停止させる（Ｓ４）。その後、ＥＣＵ６３は、着座スイッチ８１による所定の動作（着座動作）の検知があった場合に（Ｓ５’）、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数Ａｄに復帰させる（Ｓ６）。

【0070】

このように、動作検知部８０は、オペレータの所定の動作として、オペレータが操縦部４１の操縦席４１ａに着座した動作を検知する着座スイッチ８１を含んでいてもよい。この構成であっても、ＥＣＵ６３は、着座スイッチ８１による所定の動作の検知の有無に基づいて、本実施形態と同様の電動モータ６１の回転数制御を行うことができる。

【0071】

図９は、電動モータ６１の回転数制御のさらに他の例による動作の流れを示すフローチャートである。図９では、上述したＳ３をＳ３”に置き換え、Ｓ５をＳ５”に置き換えた以外は、図４と同様である。

【0072】

ＥＣＵ６３は、電動モータ６１の回転数を定格回転数Ａｒからオートデセル回転数Ａｄまで低下させた後（Ｓ２）、動作検知部８０としてのシートベルト検知スイッチ８２によるオペレータの所定の動作以外の動作（シートベルトを外す動作）の検知があった場合に（Ｓ３”）、電動モータ６１の回転を停止させる（Ｓ４）。その後、ＥＣＵ６３は、シートベルト検知スイッチ８２による所定の動作（シートベルトを装着する動作）の検知があった場合に（Ｓ５”）、電動モータ６１の回転数をオートデセル回転数Ａｄに復帰させる（Ｓ６）。

【0073】

このように、動作検知部８０は、オペレータの所定の動作として、操縦部４１の操縦席４１ａに着座したオペレータがシートベルトを装着した動作を検知するシートベルト検知スイッチ８２を含んでいてもよい。この構成であっても、ＥＣＵ６３は、シートベルト検知スイッチ８２による所定の動作の検知の有無に基づいて、本実施形態と同様の電動モータ６１の回転数制御を行うことができる。

【0074】

なお、図８および図９に、図６のＳ３－１に対応する工程を加えるようにしてもよい。つまり、図８のＳ３’の後、オペレータが起立してから一定時間経過した後にＳ４の工程を行うようにしてもよい。また、図９のＳ３”の後、シートベルトが外されてから一定時間経過した後にＳ４の工程を行うようにしてもよい。

【0075】

以上では、電動式の作業機械として、建設機械である油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、作業機械は油圧ショベル１に限定されず、ホイルローダなどの他の建設機械であってもよく、コンバイン、トラクタ等の農業機械であってもよい。

【0076】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、例えば建設機械、農業機械などの作業機械に利用可能である。

【符号の説明】

【0078】

１ 油圧ショベル（電動式作業機械）
４１ 操縦部
４１ｂ１ 操作レバー
４１ｂ２ カットオフレバー
４１ｃ カットオフスイッチ（動作検知部）
６１ 電動モータ
６３ ＥＣＵ（制御部）
７０ パイロットポンプ
７１ 油圧ポンプ
７２ コントロールバルブ
７３ 油圧アクチュエータ
７４ リモコン弁
７６ アキュムレータ
７７ 圧力センサ（操作検知部）
８０ 動作検知部
８１ 着座スイッチ（動作検知部）
８２ シートベルト検知スイッチ（動作検知部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】