JP2023121651A - Shovel - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ショベルに関する。 The present disclosure relates to excavators.
従来から、油圧ショベルでは、内部の構成を冷却するために冷却ファンが設けられている。冷却ファンが回転させると大気と共に塵や埃も吸い込むために、当該冷却ファンを逆回転させて、塵や埃を取り除く清掃処理が行われている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic excavator is provided with a cooling fan for cooling the internal configuration. When the cooling fan rotates, dust and dirt are sucked in together with the atmosphere. Therefore, the cooling fan is reversely rotated to clean the dust and dirt (see, for example, Patent Document 1).
ところで、特許文献1のように、所定の条件を満たした場合に自動的に清掃処理が行われる技術は提案されている。しかしながら、条件を満たした場合に自動的に清掃処理が行われる技術では、当該油圧ショベルに搭乗しているオペレータが意図していない状況でも清掃処理が行われる場合も存在する。 By the way, as in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200012, a technique has been proposed in which cleaning processing is automatically performed when a predetermined condition is satisfied. However, with the technology of automatically performing the cleaning process when conditions are met, there are cases where the cleaning process is performed even when the operator on the hydraulic excavator does not intend.
本発明の一態様は、オペレータが所望する状況で清掃処理が行われるよう設定可能としたことで、清掃処理による作業の安全性の向上と共に、利便性を向上させる技術を提供する。 One aspect of the present invention provides a technique for improving the safety of work by the cleaning process and improving the convenience by enabling the setting so that the cleaning process is performed in a situation desired by the operator.
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態に係るショベルは、所定の構造物を冷却するために第1方向に空気を流す送風機能と、当該ショベルの外側から所定の構造物までの第1方向に流れる空気の流路に設けられた防塵ネットと、を有し、所定の条件を満たした場合に防塵ネットの清掃を行うよう構成され、所定の条件を満たした場合に防塵ネットの清掃を行うか否かは、所定の装置から受け付けた操作情報に応じて切り替え可能に構成されている。 In order to achieve the above object, an excavator according to an embodiment of the present disclosure has an air blowing function to flow air in a first direction to cool a predetermined structure, and a dust-proof net provided in a flow path of air flowing in one direction, configured to clean the dust-proof net when a predetermined condition is satisfied, and cleaning the dust-proof net when the predetermined condition is satisfied. Whether or not to perform the operation can be switched according to operation information received from a predetermined device.
上述の実施形態によれば、防塵ネットの自動清掃を操作に応じて切り替え可能としたので、利便性を向上させることができる。 According to the above-described embodiment, the automatic cleaning of the dustproof net can be switched according to the operation, so convenience can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Moreover, the embodiments described below are examples rather than limiting the invention, and not all features and combinations thereof described in the embodiments are necessarily essential to the invention. In addition, in each drawing, the same or corresponding configurations are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof may be omitted.
[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。
[Overview of Excavator]
First, an outline of a
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、空間認識装置80と、を備える。
An
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。
The lower traveling body 1 includes, for example, a pair of left and right crawlers, and the respective crawlers are hydraulically driven by traveling
上部旋回体3は、旋回機構2を通じて、旋回油圧モータ2M(図2参照)で油圧駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。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(例えば、旋回油圧モータ2M)が油圧駆動される。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。
The upper revolving
また、上部旋回体3は、旋回機構2を通じて、旋回油圧モータ2Mの代わりに、バッテリモジュール19から供給される電力で駆動する旋回用電動機で電気駆動されてもよい。この場合、例えば、ショベル200は、バッテリモジュール19から電力変換装置100及びインバータを介して旋回用電動機に接続される。そして、旋回用電動機は、ショベルコントローラ30及びインバータの制御下で、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ってもよい。また、旋回用電動機は、インバータを介して、回生電力をバッテリモジュール19やポンプ用電動機12に供給してもよい。
Further, the upper rotating
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。
The
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。
The
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(図2参照)等が設けられる。
The
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。
The
空間認識装置(検出装置の一例)80は、ショベル200の周囲の三次元空間に存在する物体(例えば、人)を検出可能な装置である。空間認識装置80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、LIDAR(Light Detecting and Ranging)、距離画像センサ、赤外線センサ等を含みうる。
A space recognition device (an example of a detection device) 80 is a device capable of detecting an object (for example, a person) existing in a three-dimensional space around the
空間認識装置80は、ショベル200の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されている。空間認識装置80は、ショベル200の全周囲を認識できるように4個設けられている。空間認識装置80は、キャビン10の上面前端に取り付けられた前方認識センサ80F、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後方認識センサ80B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左方認識センサ80L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた(図示しない)右方認識センサ80Rを含む。また、上部旋回体3の上方の空間に存在する物体を認識する上方認識センサがショベル200に取り付けられていてもよい。
The
空間認識装置80は、検知する所定物体として、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも一つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、空間認識装置80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。
The
また、空間認識装置80は、ヘルメット、安全ベスト、及び作業服等の少なくとも一つを認識することにより、人を検知するように構成されていてもよい。また、空間認識装置80は、ヘルメット、安全ベスト、及び作業服等の少なくとも一つにある所定の識別情報(例えば、マーク、QRコード(登録商標))等を認識することにより、人を検知するように構成されていてもよい。
Moreover, the
ショベル200の上部旋回体3の左側のハウスの内部に、エンジンを冷却するために4個の冷却ファン81A、81B、81C、81D(以下、任意の冷却ファンを示す場合には冷却ファン81とも称する)が設けられている。
Inside the house on the left side of the upper revolving
冷却ファン81A、81B、81C、81Dの各々には、図2に示すように、ファンを回転させるためのファン用モータ82A、82B、82C、82D(以下、任意のファン用モータを示す場合にはファン用モータ82とも称する)が接続されている。ファン用モータ82は、バッテリモジュール19から電力の供給を受けて動作する。
As shown in FIG. 2,
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。
Further, the
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(図示しない)通信装置を搭載し、例えば、空間認識装置80(図2参照)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、(図示しない)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。
Remote operation includes, for example, a mode in which the
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。
In addition, the remote operation may include, for example, a mode in which the
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。
In addition, the
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。
The automatic operation function includes a function to automatically operate driven elements (actuators) other than the driven elements (hydraulic actuators) to be operated (so-called "semi-automatic operation function") ”) may be included. In addition, the automatic operation function includes a function that automatically operates at least a part of a plurality of driven elements (actuators) on the premise that the operator does not operate the
[ショベルの構成]
次に、図1に加えて、図2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。
[Excavator configuration]
Next, the configuration of the
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。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the
なお、図2において、機械的動力ラインは二重線、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。 In FIG. 2, mechanical power lines are indicated by double lines, hydraulic lines are indicated by thick solid lines, pilot lines are indicated by broken lines, and electric drive/control lines are indicated by thin solid lines.
<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、旋回油圧モータ2M、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。
<Hydraulic drive system>
The hydraulic drive system of the
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を介してバッテリモジュール19及び電力変換装置100を含む高圧電源と接続される。ポンプ用電動機12は、インバータ18Aを介してバッテリモジュール19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、後述するショベルコントローラ30の制御下で、インバータ18Aにより実行されてよい。
A pump electric motor 12 (an example of an electric actuator) is a power source for a hydraulic drive system. The pump
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、後述するショベルコントローラ30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。
The
なお、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、バッテリモジュール19に充電されたりしてよい。
The
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、旋回油圧モータ2M、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。
The
<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、バッテリモジュール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。
<Electric drive system>
The electric drive system of the
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。 The sensors 12s include a current sensor 12s1, a voltage sensor 12s2, and a rotation state sensor 12s3.
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、ショベルコントローラ30に取り込まれ、ショベルコントローラ30経由で、インバータ18Aに入力されてもよい。
The current sensor 12s1 detects currents of three phases (U-phase, V-phase, and W-phase) of the
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、ショベルコントローラ30に取り込まれ、ショベルコントローラ30経由で、インバータ18Aに入力されてもよい。
The voltage sensor 12s2 detects three-phase voltages applied to the
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。 The rotation state sensor 12s3 detects the rotation state of the pump electric motor 12 (eg, rotational position (rotational angle), rotational speed, etc.). The rotation state sensor 12s3 is, for example, a rotary encoder or resolver.
インバータ18Aは、ショベルコントローラ30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。
The
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。
The control circuit of the
なお、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。
At least one of the drive circuit and the control circuit of the
バッテリモジュール19は、充電された電力を、ショベル200内の電子部品に供給するための構成とする。具体的な構成については後述する。
The
電力変換装置100は、バッテリモジュール19の電力を昇圧したり、インバータ18Aを経由してポンプ用電動機12からの電力を降圧し、バッテリモジュール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、バッテリモジュール19の電圧検出値、及びバッテリモジュール19の電流検出値に基づき、ショベルコントローラ30により実行されてよい。
The
なお、バッテリモジュール19の出力電圧を昇圧してポンプ用電動機12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。
If there is no need to step up the output voltage of the
<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。
<Operation system>
The operating system of the
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、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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。
The
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、旋回油圧モータ2M、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、ショベルコントローラ30に取り込まれる。これにより、ショベルコントローラ30は、圧力制御弁31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。
The
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。
The operating
なお、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。
When the
圧力制御弁31は、ショベルコントローラ30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。
The
<電源系>
ショベル200は、バッテリモジュール19の充電を行うための構成として、普通充電用車両インレット101と、急速充電用車両インレット102と、を含む。
<Power system>
The
普通充電用車両インレット101は、外部の電源の所定のケーブル(以下「充電ケーブル」と称する)の先端部に設けられた充電コネクタと接続可能に構成される。
Normal charging
充電用AC―DCコンバータ103は、普通充電用車両インレット101を介して、外部の電源から供給された交流電力を、バッテリ192に充電可能な直流電力に変換して、バッテリモジュール19に供給する。
Charging AC-
急速充電用車両インレット102は、外部の電源の充電ケーブルの先端部に設けられた充電コネクタと接続可能に構成される。急速充電用車両インレット102は、例えば、CHAdeMO(登録商標)に基づいた急速充電を行うためのインレットである。本実施形態では、このような直流の充電方法を用いることで、AC―DCコンバータを介さずに、バッテリモジュール19に直流電力を供給できる。
Rapid charging
本実施形態に係るショベル200のバッテリモジュール19は、ショベル200内の各構成に電力を供給する。
The
<制御系>
本実施形態に係るショベル200の制御系は、ショベルコントローラ30と、出力装置50と、入力装置52と、を含む。
<Control system>
The control system of the
出力装置50は、キャビン10内に設けられ、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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。
The
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、ショベルコントローラ30に取り込まれる。
The
ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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。
Each function of the
ショベルコントローラ30は、ショベル200の駆動制御を行う。ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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。
The
また、ショベル200が遠隔操作される場合、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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。
Further, when the
また、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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、ショベルコントローラ30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。
Also, the
ショベルコントローラ30は、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。
The
ショベルコントローラ30は、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。
The
また、ショベルコントローラ30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、バッテリモジュール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、ショベルコントローラ30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、バッテリモジュール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、ショベルコントローラ30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、バッテリモジュール19の放電状態と充電状態との切替制御を行ってよい。
Further, the
ショベルコントローラ30は、4個の冷却ファン81から回転数を示した信号を入力処理する。ショベルコントローラ30は、4個のファン用モータ82に対して回転の制御信号を出力する。この際、ショベルコントローラ30は、4個の冷却ファン81から入力された信号を参照することで、4個の冷却ファン81の回転数を制御できる。なお、ショベルコントローラ30が、4個の冷却ファン81を用いて清掃を行うための各機能ブロック(取得部301、判定部302、及び制御部303)については後述する。
The
<冷却系>
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。
<Cooling system>
FIG. 3 is a diagram showing an example of the
本実施形態のショベル200の冷却系は、少なくとも冷却回路60を含む。
The cooling system of the
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18A、バッテリモジュール19、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、充電用AC―DCコンバータ103が含まれてもよい。充電用AC―DCコンバータ103は、バッテリモジュール19の充電の際に発熱するからである。
The
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81と、冷媒流路68A,68B,68B1,68B2、68C,68C1,68C2,68D,68Eとを含む。
As shown in FIG. 3, the cooling
ラジエータ62(所定の構造物の一例)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。
A radiator 62 (an example of a predetermined structure) cools the coolant (for example, cooling water) in the
ウォータポンプ64(冷媒ポンプの一例)は、冷媒流路68E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。
The water pump 64 (an example of a refrigerant pump) circulates the refrigerant in the
冷却ファン81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。
The cooling
冷媒流路68Aは、ウォータポンプ64とバッテリモジュール19との間を接続し、ウォータポンプ64から流出する冷媒をバッテリモジュール19の内部の冷媒流路に流入させる。これにより、バッテリモジュール19を冷媒で冷却することができる。バッテリモジュール19の内部を通流した冷媒は、冷媒流路68Bに流出する。
冷媒流路68B,68B1,68B2は、バッテリモジュール19と、インバータ18A及び電力変換装置100との間を接続し、バッテリモジュール19から流出する冷媒をインバータ18A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、バッテリモジュール19にその一端が接続される冷媒流路68Bは、他端で冷媒流路68B1,68B2に分岐し、冷媒流路68B1,68B2は、それぞれ、インバータ18A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18A及び電力変換装置100を冷却できる。インバータ18Aの内部を通流した冷媒は、冷媒流路68C1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68C2に流出する。
The
冷媒流路68C,68C1,68C2は、インバータ18A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18A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18A及び電力変換装置100に接続される冷媒流路68C1,68C2は、冷媒流路68Cの一端に合流し、冷媒流路68C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68Dに流出する。
The
冷媒流路68D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62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。
The coolant flow path 68</b>D connects between the
冷媒流路68E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。
The coolant flow path 68</b>E connects between the
なお、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。 Some or all of the plurality of electric drive system devices may be air-cooled. In this case, a cooling fan may be provided for blowing air to the electric drive system equipment to be air-cooled. Further, a dedicated cooling fan may be provided for one electric drive system device, or a shared cooling fan may be provided for a plurality of electric drive system devices.
図4は、上部旋回体3に設けられた冷却ファン81及び冷却回路60の一部を概略的に示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a part of the cooling
図4に示すように、上部旋回体3の左側面(Y軸正方向の面)から、上部旋回体3の内部においてY軸負方向に、開閉カバー3d1、防塵ネットN1、ラジエータ62を含む熱交換部、4個の冷却ファン81A~81D、及び4個のファン用モータ82A~82Dの順に設置される。
As shown in FIG. 4 , a heating element including the opening/closing cover 3 d 1 , the dust net N 1 , and the
4個の冷却ファン81A~81D(送風機能の一例)は、熱交換器に含まれるラジエータ62(所定の構造物)等を冷却するために、ショベル200の開閉カバー3d1の外側から、ラジエータ62が存在する方向(第1方向の一例)に空気を流す。このように、本実施形態は、冷却ファン81A~81D(送風機能の一例)が、ラジエータ62(所定の構造物)を冷却する例について説明する。しかしながら、本実施形態は、冷却の対象となる構造物を、ラジエータ62に制限するものではなく、例えば、ポンプ用電動機12、インバータ18A、バッテリモジュール19、又は電力変換装置100を直接冷却してもよい。他の例としては、ショベルがエンジン駆動式の場合には、エンジンを冷却してもよい。
The four
また、本実施形態では、送風機能を有する機構として、冷却ファン81A~81Dを用いる例について説明する。しかしながら、本実施形態は、ラジエータ62等の構造物を冷却するために空気を流すための機構を、ファンに制限するものではなく、他の構成であってもよい。
Further, in this embodiment, an example using
防塵ネットN1は、ショベル200の開閉カバー3d1の外側から、ラジエータ62までの間であって、冷却ファン81A~81Dによって所定の方向(第1方向の一例)に流れる空気の流路に設けられている。換言すれば、防塵ネットN1は、4個の冷却ファン81A~81Dによって生じる流路において、ラジエータ62よりも上流側に設けられている。このため、防塵ネットN1は、防塵ネットN1より下流側(Y軸負側)のラジエータ62等が配置された空間に、粉塵(塵埃の一例)が侵入するのを抑制できる。
The dust-proof net N1 is provided in a flow path of air flowing in a predetermined direction (an example of a first direction) by the cooling
4個の冷却ファン81A~81Dの各々に接続されているファン用モータ82A~82Dは、ショベルコントローラ30からの信号に応じて回転駆動が行われる。つまり、ショベルコントローラ30は、ファン用モータ82A~82Dを回転駆動させることで、4個の冷却ファン81A~81Dが回転して、Y軸負方向に風を送る。なお、本実施形態では、冷却ファン及びファン用モータの数が4個の場合について説明するが、4個に制限するものではなく3個以下、又は5個以上であってもよい。
冷却ファン81A~81Dが風を送ることで、熱交換器に含まれるラジエータ62が冷却される。これによりラジエータ62を通る冷媒が冷却されるので、ポンプ用電動機12などのショベル200を動作させるために必要な電気駆動系機が冷却される。一方、取り込まれた大気に含まれていた塵や埃は、防塵ネットN1に付着する。なお、本実施形態のように防塵ネットN1を設けた場合でも完全な防塵は難しい。なぜならば、防塵ネットN1は、ラジエータ62を冷却させるために空気を送る場合、所定の基準以上の通気性を有する必要があるためである。通気性を大きくすると塵や埃が侵入することが容易になる。このため、本実施形態は、ラジエータ62の冷媒の冷却させるための通気性と、防塵性と、を両立した防塵ネットN1を用いる。なお、本実施形態は、防塵ネットの一例を示したものである。防塵ネットは、ラジエータ62等に空気を送ることが可能であって、大気に含まれていた塵又は埃のうち少なくとも一部を取り除くことが可能であれば、どのような部材でもよい。
The cooling
ショベル200が作業をし続けていると、防塵ネットN1に多くの粉塵が付着し続ける。そして、防塵ネットN1に粉塵が付着し続けると、防塵ネットN1に粉塵が固着する傾向になる。このような状況が生じると、防塵ネットN1の清掃の負担が大きくなる。さらには、防塵ネットN1を通過して大気(外気)の流量が低減する。
As the
このような状況下が継続すると、粉塵の固着によって、防塵ネットN1における大気の透過面積が大きく減少してしまう。大気の透過面積が大きく減少すると、ラジエータ62が十分に冷却されず、ポンプ用電動機12などの電気駆動系機が十分に冷却されなくなる可能性がある。
If such a situation continues, the air permeation area of the dust-proof net N1 will be greatly reduced due to adhesion of dust. If the air permeation area is significantly reduced, the
そこで、本実施形態では、ショベルコントローラ30は、冷却ファン81A~81Dを逆回転させて、防塵ネットN1に付着した粉塵を取り除くための清掃を定期的に行うよう制御する。
Therefore, in the present embodiment, the
<ショベルコントローラの機能ブロック>
図2に戻り、ショベルコントローラ30内の各機能ブロックについて説明する。ショベルコントローラ30内の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにより実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。図2に示すように、ショベルコントローラ30は、機能ブロックとして、取得部301と、判定部302と、制御部303と、を備える。
<Functional block of excavator controller>
Returning to FIG. 2, each functional block in the
取得部301は、ショベル200内の各種構成の信号を取得する。例えば、取得部301は、入力装置52を介して、自動清掃が設定されているか否かを示す操作信号(操作情報の一例)を取得する。操作信号とは、例えば、入力装置52に配置された自動清掃を行わせるためのボタンが押下されているか否かを示す信号が考えられる。なお、当該ボタンは、機械式のボタンに制限するものではなく、タッチパネルに表示されたボタンであってもよい。さらには、取得部301は、通信装置を介して外部装置から、自動清掃が設定されているか否かを示す操作信号(操作情報の一例)を取得(受信)してもよい。
The
さらに、取得部301は、自動清掃を行う条件を満たしているか否かを判定するための情報を取得する。
Furthermore, the
例えば、取得部301は、空間認識装置80の検知結果として、ショベル200の周囲に人がいるか否かを示す信号を取得する。他の例としては、取得部301は、空間認識装置80から撮像画像データを取得してもよい。この場合、取得部301は、取得した撮像画像に基づき、ショベル200(上部旋回体3)の周囲の人を検出する。
For example, the
例えば、取得部301は、既知の各種画像処理手法や人工知能(AI:Artificial Intelligence)等を含む機械学習ベースの識別器等を任意に適用することにより 、 撮像画像に写っている人を認識してもよい。そして、取得部301は、認識結果に基づいて、ショベル200の周囲に人がいるか否かを示す信号を生成してもよい。
For example, the
他の例としては、取得部301は、バッテリモジュール19内のコントローラから、ショベル200のバッテリモジュール19が充電中であるか否かを示す信号を取得する。
As another example, the
また、取得部301は、ショベル200が稼働しているか否かを示す信号を取得する。本実施形態に係るショベル200の稼働とは、ポンプ用電動機12等が稼働しているか否かを示している。つまり、ショベル200が稼働しているか否かを示す信号は、ショベルコントローラ30からポンプ用電動機12等に対する制御信号から取得できる。
The
また、取得部301は、ショベル200がアイドルストップ状態であるか否かを示す信号を取得する。本実施形態では、ショベルコントローラ30がポンプ用電動機12等に対する制御信号により、アイドルストップ状態であるか否かを示す信号を取得できる。
The
アイドリングストップ状態とは、ショベル200が停車した際に、無用なアイドリングを行わない状態であって、例えば、ショベル200を駐車又は停車させる際に、ポンプ用電動機12の稼働を停止させる。ポンプ用電動機12の稼働を停止させることで、バッテリモジュール19の消費電力を抑制し、作業可能な時間を延ばすと共に、環境への配慮を実現できる。
The idling stop state is a state in which unnecessary idling is not performed when the
判定部302は、入力装置52から受け付けた、自動清掃を行うか否かを示した操作信号に基づいて、冷却ファン81A~81Dを逆回転させる自動清掃を行う設定がされているか否かを判定する。このように、本実施形態では、操作信号に応じて自動清掃を行うか否かが切り替え可能である。
Based on an operation signal received from the
さらに、判定部302は、自動清掃を行う設定がされていると判定した場合、取得部301が取得する情報に基づいて、自動清掃を行う条件を満たしているか否かを判定する。なお、自動清掃を行う条件の具体的な例については後述する。
Further, when determining that the automatic cleaning is set, the determining
制御部303は、ファン用モータ82A~82Dに制御信号を出力して、冷却ファン81A~81Dの回転制御を行う。
The
例えば、制御部303は、判定部302によって自動清掃を行う条件を満たしていると判定された場合に、ファン用モータ82A~82Dが回転駆動を切り替えて、4個の冷却ファン81A~81Dを逆回転させる制御を行う。つまり、制御部303は、4個の冷却ファン81A~81Dを逆回転させることで、防塵ネットN1に対して、ラジエータ62からショベル200の外側への方向(第1方向と反対方向の例)に空気を流すような制御を行う。これにより、防塵ネットN1のショベル200の外側方向の面に付着した塵や埃を取り除くことができる。本実施形態では、制御部303が、逆回転可能な冷却ファン81A~81Dに対して、出力する制御信号を切り替えることで、防塵ネットN1の清掃ができるので、清掃を行うための制御が容易になる。また、防塵ネットN1を清掃するために新たな構成を設ける必要がないので、設置負担の軽減、及びコストの削減を実現できる。
For example, when the
図5は、本実施形態に係るショベルコントローラ30が、自動清掃を行うタイミングを示したタイミングチャートである。図5に示されるタイミングチャートの横軸は時刻を示している。横軸において、作業開始時刻ts、作業終了時刻teとする。さらに休憩開始時刻tb1、休憩終了時刻tb2とする。
FIG. 5 is a timing chart showing the timing at which the
図5に示される例では、自動清掃が設定されているか否かを示す操作信号(以下、自動清掃の信号と称す)1501と、ショベル200が稼働しているか否かを示す信号(以下、ショベル稼働の信号と称す)1502と、ショベル200のバッテリモジュール19が充電中であるか否かを示す信号(以下、充電状態の信号と称す)1503と、ショベル200がアイドルストップ状態であるか否かを示す信号(以下、アイドルストップの信号と称す)1504と、周囲に人がいるか否かを示す信号(以下、周囲の人検知結果の信号)1505と、冷却ファン81A~81Dによる清掃が行われているか否かを示す信号(以下、ファン掃除モードの信号)1506と、が示されている。
In the example shown in FIG. 5, an
図5で示される例では、自動清掃の操作信号1501は、常にオン状態とする。自動清掃の操作信号1501は、上述したように、入力装置52に配置された自動清掃を行わせるためのボタンの押下に応じて切り替えられる。
In the example shown in FIG. 5, the automatic
自動清掃の信号1501がオン状態の場合、ショベルコントローラ30は、ショベル稼働の信号1502、充電状態の信号1503、アイドルストップの信号1504、周囲の人検知結果の信号1505、に基づいて、清掃を行う条件を満たしたと判定された場合に、ファン掃除モードの信号1506のオン・オフ状態を切り替える。なお、自動清掃の信号1501がオフ状態の場合、ショベルコントローラ30は、ファン掃除モードの信号1506を常にオフ状態として、冷却ファン81A~81Dによる清掃を抑制する。
When the
図5に示される例では、作業開始時刻tsにショベル200のゲートロックレバーが解除され、イグニッションがオン状態となり、ポンプ用電動機12等が稼働する。これにより、取得部301は、"有り"状態のショベル稼働の信号1502を取得する。なお、作業終了時刻teにショベル200のゲートロックレバーがロックされ、イグニッションがオフ状態となる。これ以降、取得部301は、"無し"状態のショベル稼働の信号1502を取得する。
In the example shown in FIG. 5, the gate lock lever of the
そして、作業時間中においては、アイドルストップの信号1504が、"オン"状態に切り替わる際に、ショベル稼働の信号1502は"無し"状態に切り替わる。
During the working time, when the
そして、判定部302は、(ショベル稼働の信号1502が"無し"状態であり、且つ)アイドルストップの信号が"オン"状態の場合、周囲の人検知結果の信号1505が"いない"状態の場合に、冷却ファン81A~81Dによる清掃を行うと判定して、ファン掃除モードの信号1506を"オン"状態に切り替える(例えば、時間帯t31~t32参照)。
Then, the
一方、判定部302は、(ショベル稼働の信号1502が"無し"状態であり、且つ)アイドルストップの信号が"オン"状態の場合、周囲の人検知結果の信号1505が"いる"状態の場合に、冷却ファン81A~81Dによる清掃を行わないと判定して、ファン掃除モードの信号1506を"オフ"状態となる(例えば、時間帯t21~t22参照)。
On the other hand, the
このように、本実施形態では、ショベル200がアイドルストップ状態であれば、ショベル200の周囲に人が存在しない場合に、冷却ファン81A~81Dを逆回転させて、清掃を行う。
As described above, in this embodiment, when the
本実施形態では、ショベル200がアイドルストップ状態の場合に清掃を行う。換言すれば、ポンプ用電動機12等の稼働が停止させた状態に清掃を行う。これにより、冷却ファン81A~81Dの逆回転によってラジエータ62への冷却が抑制された状態であっても、ラジエータ62を有する冷却回路60で冷却される、ポンプ用電動機12が高温になることを抑制できる。
In this embodiment, cleaning is performed when the
そして、判定部302は、(ショベル稼働の信号1502が"無し"状態であり、且つ)充電状態の信号1503が"オン"状態の場合であり、且つ周囲の人検知結果の信号1505が"いない"状態の場合に、冷却ファン81A~81Dによる清掃を行うと判定して、ファン掃除モードの信号1506を"オン"状態に切り替えてもよい(例えば、時間帯tk~tb2参照)。
Then, the
なお、本実施形態は、判定部302が、充電状態の信号1503が"オン"状態に切り替わった(充電が開始された)際に、周囲の人検知結果の信号1505が"いない"状態の場合と判定した場合に、制御部303は、すぐに清掃制御を行ってもよいし、充電を開始してから所定時間(待機時間)経過した後(充電の開始に基づいて定められたタイミングの一例)に、清掃を行ってもよい。図5に示される例では、充電状態の信号1503が"オン"状態であり、且つ周囲の人検知結果の信号1505が"いない"状態になった時刻から、所定の時間(待機時間:例えば、時刻tk-休憩開始時刻tb1)を経過した後に、清掃を行う。つまり、図5に示されるように休憩時間など、充電を行う時間帯が定められている場合には、休憩時間の完了と共に清掃が完了するように、清掃を開始するまでの待機時間を設定してもよい。さらには、判定部302は、充電状態の信号1503が"オン"状態であり、且つ所定の時刻になったことを条件に、清掃を行うと判定してもよい。
In this embodiment, when the
このように、本実施形態は、判定部302によって、充電状態の信号1503が"オン"状態に切り替わっている間、換言すれば充電中と判定されている間であれば、任意のタイミングで清掃を行ってもよい。また、充電を行っている間とは、作業を停止している、休憩時間、又は作業終了から作業開始までの時間帯(例えば、夜等)であることが多い。つまり、充電中に清掃を行うことは、換言すれば、ポンプ用電動機12等の稼働が停止させた状態で清掃を行うことを意味する。これにより、冷却ファン81A~81Dの逆回転によってラジエータ62への冷却が抑制された状態であっても、ラジエータ62を有する冷却回路60で冷却される、ポンプ用電動機12が高温になることを抑制できる。
As described above, in the present embodiment, cleaning can be performed at an arbitrary timing while the charging
さらには、判定部302は、取得部301が取得するバッテリモジュール19内のバッテリのSOC及び外部の電源から供給される電力量に基づいて、充電の終了予定時刻を算出し、制御部303が、充電の終了予定時刻より所定時間(例えば10分)前(充電の終了予定時刻に基づいて定められたタイミングの一例)から、清掃制御を行うようにしてもよい。これにより、充電の終了に合わせて清掃を完了させることができる。
Furthermore, the
さらには、作業を行っていない時間帯に清掃を行うように、清掃を行う時間帯を予約してもよい。図5に示される例では、時間帯t11~t12が清掃を行う時間帯(清掃予約時間)として予約されている例とする。つまり、オペレータは、作業開始時刻tsに清掃が完了するように清掃予約時間を設定することができる。 Furthermore, a time slot for cleaning may be reserved so that cleaning is performed during a time slot when work is not being done. In the example shown in FIG. 5, it is assumed that the time period from t 11 to t 12 is reserved as the cleaning time period (reserved cleaning time). In other words, the operator can set the scheduled cleaning time so that the cleaning will be completed at the work start time ts .
そこで、判定部302は、現在時刻が時刻t11となった際に、周囲の人検知結果の信号1505に基づいて、周囲に人が存在するか否かを判定する。そして、判定部302は、
"いない"状態の場合と判定した場合に、冷却ファン81A~81Dによる清掃を行うと判定して、ファン掃除モードの信号1506を"オン"状態となる(例えば、時間帯t11~t12参照)。
Therefore, when the current time reaches time t 11 , the
If it is determined that the cooling
そして、制御部303は、ファン掃除モードの信号1506が"オン"状態の間、冷却ファン81A~81Dを逆回転させて、防塵ネットN1及びラジエータ62の清掃を行う。
While the fan
<清掃処理の流れ>
次に、ショベルコントローラ30の判定部302における清掃制御を行うための処理手順について説明する。図6は、本実施形態に係るショベルコントローラ30における清掃制御を行うための処理手順を示したフローチャートである。本実施形態では、ショベルコントローラ30が、図6に示される処理手順を所定時間(例えば1秒)毎に行う。
<Flow of cleaning process>
Next, a processing procedure for performing cleaning control in the
まず、判定部302は、自動清掃の操作信号1501がオン状態か否かを判定する(S1601)。自動清掃の操作信号がオン状態ではないと判定した場合(S1601:No)、処理を終了する。
First, the
一方、判定部302は、自動清掃の操作信号がオン状態と判定した場合(S1601:Yes)、充電状態の信号に基づいて、バッテリモジュール19が充電中であるか否かを判定する(S1602)。バッテリモジュール19が充電中と判定した場合(S1602:Yes)、充電を開始してから所定の時間(待機時間)を経過したか否かを判定する(S1603)。所定の時間を経過していないと判定した場合(S1603:No)、処理を終了する。
On the other hand, if the
一方、判定部302は、所定の時間を経過したと判定した場合(S1603:Yes)、S1605の処理に移る。
On the other hand, if the determining
また、S1602において、判定部302は、バッテリモジュール19が充電中ではないと判定した場合(S1602:No)、ショベル稼働の信号及びアイドルストップの信号から、アイドルストップ状態であるか否かを判定する(S1604)。アイドルストップ状態ではないと判定した場合(S1604:No)、処理を終了する。
If the
一方、判定部302は、アイドルストップ状態であると判定した場合(S1604:Yes)、S1605の処理に移る。
On the other hand, if the
そして、S1605において、判定部302は、周囲の人検知結果の信号に基づいて、ショベル200の周囲に人が存在するか否かを判定する(S1605)。周囲に人が存在すると判定した場合(S1605:Yes)、処理を終了する。
Then, in S1605, the
一方、判定部302は、周囲の人検知結果の信号に基づいて、ショベル200の周囲に人が存在しないと判定した場合(S1605:No)、制御部303に、オン状態のファン掃除モードの信号を出力する(S1606)。
On the other hand, if the
本実施形態においては、上述した制御を定期的に繰り返して行うことで、ショベル200の周囲に人が存在しない場合に限り、防塵ネットN1等の清掃を定期的に行うことができる。
In the present embodiment, by periodically repeating the control described above, the cleaning of the dustproof net N1 and the like can be performed periodically only when there are no people around the
本実施形態においては、バッテリモジュール19の充電中に、防塵ネットN1等の清掃を行う場合、外部の電源から供給される電力を用いて防塵ネットN1等の清掃を行ってもよい。これにより、清掃を行うためのバッテリモジュール19の消費電力を抑制すると共に、バッテリモジュール19の充放電の回数を抑制するので、バッテリモジュール19の長寿命化を実現できる。
In the present embodiment, when cleaning the dustproof net N1 and the like while the
本実施形態では、判定部302は、ショベル200がアイドルストップ状態、且つショベル200の周囲に人が存在しない場合に、ショベル200の清掃を行う条件(所定の条件の一例)を満たしたと判定した。しかしながら、本実施形態は、このような条件の組み合わせに制限するものではなく、例えば、ショベル200がアイドルストップ状態である場合に、ショベル200の清掃を行う条件を満たしたと判定してもよい。他の例としては、ショベル200の周囲に人が存在しない場合に、ショベル200の清掃を行う条件を満たしたと判定してもよい。
In the present embodiment, the
同様に、判定部302は、ショベル200が充電中、且つショベル200の周囲に人が存在しない場合(所定の条件の一例)に、ショベル200の清掃を行う条件を満たしたと判定した。しかしながら、本実施形態は、このような条件の組み合わせに制限するものではなく、例えば、ショベル200が充電中である場合に、ショベル200の清掃を行う条件を満たしたと判定してもよい。
Similarly, the
本実施形態においては、上述した条件に基づいて、冷却ファン81A~81Dによる自動清掃を行うか否かを判定する例について説明した。しかしながら、自動清掃を行うか否かの判定する条件は一例として示したものであって、他の条件に基づいて自動清掃を行うか否かを判定してもよい。例えば、開閉カバー3d1が閉じているか否かを判定条件に含めてもよい。さらに、人がショベル200の周囲に存在するか否かの判定条件の代わりに、人が開閉カバー3d1近傍に存在するか否かを判定条件に含めてもよい。
In this embodiment, an example of determining whether or not to perform automatic cleaning by the cooling
さらには、上述した実施形態における、防塵ネットN1の清掃の終了のタイミングはどのようなタイミングでもよい。例えば、制御部303は、清掃を開始してから所定の時間経過した後に清掃制御を終了してもよいし、防塵ネットN1の汚れ度合いを検知し、当該検知結果に基づいて清掃の終了のタイミングを判定してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the cleaning of the dust-proof net N1 may be finished at any timing. For example, the
<清掃に用いる構成の説明>
上述した実施形態では、清掃を行う際に、制御部303が、冷却ファン81A~81Dを逆回転させることで、防塵ネットN1の目詰まりを解消する技術について説明した。しかしながら、本実施形態は、冷却ファン81A~81Dの逆回転することで、冷却ファン81A~81Dから防塵ネットN1に風を送って、防塵ネットN1の目詰まりを解消する手法に制限するものではない。
<Description of configuration used for cleaning>
In the above-described embodiment, a technique has been described in which the
清掃の変形例としては、冷却ファン81A~81Dにおいて、回転軸と羽根との間に、羽根の角度を変更する機構を設ける例がある。当該変形例では、制御部303が、判定部302によって自動清掃を行う条件を満たしていると判定された場合に、当該機構を用いて、防塵ネットN1に対して、ラジエータ62からショベル200の外側への方向(第1方向と反対方向の例)に空気を流すように羽根の角度を変更する制御を行う。本変形例においては、空気の流れる方向を切り替えることで、防塵ネットN1に付着した塵や埃を取り除くための清掃が行われる。本変形例では、制御部303は、羽根の角度を変更するための制御でよく、冷却ファン81A~81Dの回転数等を考慮しなくてよいので、清掃を行うための制御が容易になる。また、防塵ネットN1を清掃するために新たな構成を設ける必要がないので、作業負担の軽減、及びコストの削減を実現できる。
As a modification of cleaning, there is an example in which a mechanism for changing the angle of the blades is provided between the rotating shaft and the blades in the cooling
上述した実施形態及び変形例では、防塵ネットN1の清掃に冷却ファン81A~81Dを用いた例について説明したが、防塵ネットN1の清掃に冷却ファン81A~81Dを用いる手法に制限するものではなく、例えば、防塵ネットN1に振動部材を設置し、当該振動部材を振動させて防塵ネットN1の塵や埃を取り除いてもよい。防塵ネットN1を清掃可能な手法であればどのような手法を用いてもよい。
In the above-described embodiment and modification, the example of using the cooling
<変形例>
上述した実施形態では、ショベル200がアイドルストップ状態、且つショベル200の周囲に人が存在しない場合に防塵ネットN1の清掃を行ったり、ショベル200が充電中、且つショベル200の周囲に人が存在しない場合に防塵ネットN1の清掃を行ったりする例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、防塵ネットN1の清掃を行う条件の一例を示したものである。例えば、防塵ネットN1の清掃を行う条件は、オペレータ等の操作に応じて変更してもよい。
<Modification>
In the above-described embodiment, the dust-proof net N1 is cleaned when the
防塵ネットN1の清掃を行う条件の変更を受け付ける装置(受付部の一例)は、任意の装置でよい。 A device (an example of a reception unit) that receives a change in the conditions for cleaning the dustproof net N1 may be any device.
例えば、操作装置26は、防塵ネットN1の自動清掃を行う条件を変更する操作を受け付ける。さらには、自動清掃を行う条件の変更を受け付ける装置として、通信装置を用いてもよい。例えば、ショベル200に搭載された通信装置が、所定の外部装置から、防塵ネットN1の自動清掃を行う条件を変更する旨の情報を受信する。
For example, the operating
所定の外部装置としては、オペレータなどの作業員が使用する通信端末(例えば、スマートフォン、タブレット端末、又はPC)でもよいし、ショベル200が作業を行う作業現場を管理する管理装置でもよい。
The predetermined external device may be a communication terminal (for example, a smart phone, a tablet terminal, or a PC) used by a worker such as an operator, or may be a management device that manages a work site where the
変更される条件としては、ショベル200がアイドルストップ状態であるか否か、ショベル200の周囲に人が存在しているか否か、ショベル200が充電中であるか否かのうち少なくとも一つ以上の組み合わせた条件でもよいし、他の条件と組み合わせてもよい。また、充電中において清掃を開始する時刻の変更を受け付けてもよい。
The conditions to be changed include at least one of whether or not the
その後、判定部302は、変更された自動清掃を行う条件を満たしているか否かを判定する。以降の処理については上述した実施形態と同様として説明を省略する。
After that, the
本変形例においては、自動清掃の開始の条件を変更することで、ショベル200や作業現場に適切な自動清掃の条件を設定できるので、利便性を向上させることができる。
In this modified example, by changing the conditions for starting automatic cleaning, it is possible to set conditions for automatic cleaning suitable for the
<作用>
上述した実施形態に係るショベル200は、バッテリモジュール19から供給される電力で動作する電動式である。このため、バッテリモジュール19の充電中や、予め設定された清掃予約時間に、冷却ファン81A~81Dを用いた清掃を行う際、エンジン等を動作させる必要がないので、オペレータ不在時でも清掃を行うことが容易になる。
<Action>
The
なお、上述した実施形態では、ショベル200が電動式のショベルの場合について説明した。しかしながら、上述した実施形態は電動式のショベルに制限するものではなく、油圧ショベルに上述した実施形態による自動清掃の制御を行ってもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、周囲に人が存在しないことを確認してから、冷却ファン81A~81Dを用いた清掃を行っている。このため、周囲に人が存在しない場合に限り、冷却ファン81A~81Dを逆回転させたり、羽根の角度を変更させたりして、冷却ファン81A~81Dから防塵ネットN1の方に風を送る。これにより、ショベル200の周囲に人が存在する場合に、塵や埃をまき散らすことを抑制するので、周囲の人を不快にさせることを抑制できる。
In the above-described embodiment, cleaning using the cooling
また、上述した実施形態では、オペレータの操作に応じて、ショベルコントローラ30が自動清掃を行うか否かを切り替えている。これにより、オペレータの意図しない状況で清掃が行われることを抑制できる。したがって、清掃処理による作業の安全性の向上と共に、利便性を向上させることができる。
Further, in the above-described embodiment, the
さらには、オペレータの意図しない状況で清掃が行われることを抑制することで、清掃するために使用される電力の消費を低減できる。 Furthermore, by suppressing cleaning from being performed in situations unintended by the operator, power consumption for cleaning can be reduced.
また、上述した実施形態では、オペレータの操作で自動清掃を行う旨の設定が行われている場合には、オペレータが意識せずとも、ショベルコントローラ30が、自動的に清掃を行うことができる。したがって、防塵ネットN1は定期的に清掃が行われるので、防塵ネットN1の目詰まり等を抑制して、清潔な状態を維持できる。
In addition, in the above-described embodiment, if the setting for automatic cleaning is performed by the operator's operation, the
また、上述した実施形態では、ショベルコントローラ30は、バッテリモジュール19の充電中、又はアイドルストップ状態の場合、つまり、ショベル200の作業及び動作時以外に、自動清掃を行う。換言すれば、ショベル200の作業時及び動作時に自動清掃を行うことを抑制しているので、作業効率の低下を抑制できる。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、防塵ネットN1を通過して、ラジエータ62等にまで到達する風量が低減することを抑制できる。これにより、ラジエータ62等を用いた効率的な冷却を実現できる。
Further, in the above-described embodiment, it is possible to suppress a reduction in the amount of air that reaches the
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。 Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the claims.
200 ショベル
1 下部走行体
2 旋回機構
3 上部旋回体
3d1 開閉カバー
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
19 バッテリモジュール
30 ショベルコントローラ
62 ラジエータ
80A、80B、80C、80D 空間認識装置
81A、81B、81C、81D 冷却ファン
82A、82B、82C、82D ファン用モータ
N1 防塵ネット
301 取得部
302 判定部
303 制御部
200 Excavator 1
Claims (8)
当該ショベルの外側から前記所定の構造物までの前記第1方向に流れる空気の流路に設けられた防塵ネットと、を有し、
所定の条件を満たした場合に前記防塵ネットの清掃を行うよう構成され、
前記所定の条件を満たした場合に前記防塵ネットの清掃を行うか否かは、所定の装置から受け付けた操作情報に応じて切り替え可能に構成されている、
ショベル。 a blowing function for blowing air in a first direction to cool a given structure;
a dustproof net provided in a flow path of air flowing in the first direction from the outside of the excavator to the predetermined structure,
configured to clean the dustproof net when a predetermined condition is satisfied,
Whether or not to clean the dustproof net when the predetermined condition is satisfied can be switched according to operation information received from a predetermined device.
Excavator.
前記所定の条件を満たした場合に、前記防塵ネットに対して前記第1方向と反対方向から空気を流すように前記ファンを制御する、
請求項1に記載のショベル。 having a fan for realizing the air blowing function,
controlling the fan so as to cause air to flow through the dust-proof net from a direction opposite to the first direction when the predetermined condition is satisfied;
Shovel according to claim 1 .
請求項2に記載のショベル。 When the predetermined condition is satisfied, the fan is configured to reversely rotate so as to flow air from a direction opposite to the first direction with respect to the dustproof net.
Shovel according to claim 2.
請求項2に記載のショベル。 When the predetermined condition is satisfied, the angle of the blades of the fan is changed so as to flow the air from the direction opposite to the first direction with respect to the dustproof net.
Shovel according to claim 2.
請求項1乃至4のいずれか一つに記載のショベル。 the predetermined condition is that the excavator is in an idle stop state;
Shovel according to any one of claims 1 to 4.
前記所定の条件は、前記検出装置によって前記ショベルの周囲に人が検出されていないことである、
請求項1乃至5のいずれか一つに記載のショベル。 further comprising a detection device capable of detecting a person existing around the excavator,
The predetermined condition is that no person is detected around the excavator by the detection device.
Shovel according to any one of claims 1 to 5.
前記所定の条件として、前記バッテリの充電を行っている間に、前記防塵ネットの清掃を行うように構成されている、
請求項1乃至4のいずれか一つに記載のショベル。 further comprising a battery for supplying power to an electric actuator for operating the excavator;
The predetermined condition is configured to clean the dustproof net while the battery is being charged.
Shovel according to any one of claims 1 to 4.
前記受付部が受け付けた前記所定の条件を満たした場合に前記防塵ネットの清掃を行うよう構成される、
請求項1乃至7のいずれか一つに記載のショベル。 further comprising a reception unit that receives a change in the predetermined condition;
configured to clean the dustproof net when the predetermined condition received by the receiving unit is satisfied;
Shovel according to any one of claims 1 to 7.
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