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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug und ein Arbeitsfahrzeug.
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Hintergrund
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Wie in der Patentliteratur 1 offenbart, sind Bagger bekannt, die mit einem Anlaufschalter versehen sind, um das Erregung/Nicht-Erregung der elektrischen Ausrüstung und das Starten/Stoppen des Motors zu steuern. Der Anlaufschalter kann in einen Schlüssel-AUS-Zustand, einen Schlüssel-EIN-Zustand bzw. einen Startzustand wechseln. Wenn sich der Anlaufschalter in einem Schlüssel-AUS-Zustand befindet, ist die elektrische Ausrüstung in einem nicht-erregten Zustand und startet nicht. Wenn der Anlaufschalter durch Betätigung einer Bedienungsperson von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt, geht die elektrische Ausrüstung in einen erregten Zustand über und startet. Wenn der Anlaufschalter durch Betätigung durch die Bedienungsperson von einem Schlüssel-EIN-Zustand in einen Startzustand wechselt, startet der Motor.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2016-196759 A
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Manchmal wird eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt, bei der der Anlaufschalter auf einmal von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Startzustand umgeschaltet wird. Wenn die Antriebsmaschine des Baggers ein Verbrennungsmotor ist, kann der Verbrennungsmotor auch dann gestartet werden, wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird. Handelt es sich bei der Antriebsmaschine des Baggers hingegen um einen Elektromotor, wird der Elektromotor wahrscheinlich nicht anlaufen, wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird. Wenn z. B. die von einer Antriebsbatterie ausgegebene Leistung dem Elektromotor über eine Versorgungsschaltung zugeführt wird, geht die Versorgungsschaltung von einem Zustand, in dem sie den Elektromotor nicht mit Leistung versorgen kann, in einen Zustand über, in dem sie eine Leistung zuführen kann, wenn der Anlaufschalter von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt. Wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird, wird der Anlaufschalter wahrscheinlich von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand zurückgebracht, bevor die Versorgungsschaltung in einen Zustand übergeht, in dem sie eine Leistung zuführen kann. Infolgedessen startet der Elektromotor nicht, selbst wenn die Versorgungsschaltung in einen Zustand übergeht, in dem sie eine Leistung zuführen kann, weil das Startsignal des Anlaufschalters nicht dem Elektromotor zugeführt wird.
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Eine Aufgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektromotor zu veranlassen, auch dann zu starten, wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird.
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Lösung des Problems
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs: eine Startbetätigungs-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob ein Erzeugungszustand, in dem ein Startsignal eines Startschalters zum Starten eines Elektromotors erzeugt wurde, vorliegt oder nicht; eine Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob sich eine sichere Bedieneinheit in einem Verriegelungszustand befindet oder nicht; eine Schaltungszustands-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob sich eine Versorgungsschaltung in einem Zustand befindet, in dem sie den Elektromotor mit Leistung versorgen kann; und eine Antriebsbefehlseinheit, die im Erzeugungszustand und im Verriegelungszustand einen Antriebsbefehl an den Elektromotor ausgibt, wenn die Versorgungsschaltung von einem Zustand, in dem sie Leistung nicht zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergeht.
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Figurenliste
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Elektromotor auch dann gestartet werden, wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs nach der vorliegenden Ausführungsform.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das das Arbeitsfahrzeug nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Versorgungsschaltung nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Anlaufverarbeitung des Arbeitsfahrzeugs nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
- 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Computersystem nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
- 6 ist ein Zeitdiagramm, das die Antriebsstartverarbeitung des Arbeitsfahrzeugs nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Obwohl eine Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die einzelnen Elemente der hierin beschriebenen Ausführungsformen können gegebenenfalls kombiniert werden. Darüber hinaus können einige der Bestandselemente möglicherweise auch nicht verwendet werden.
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<Übersicht über das Arbeitsfahrzeug>
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs 1 nach der vorliegenden Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass das Arbeitsfahrzeug 1 ein Kompaktbagger ist. In der nachfolgenden Beschreibung wird das Arbeitsfahrzeug 1 ggf. als Bagger 1 bezeichnet.
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Der Bagger 1 ist versehen mit: einem Fahrkörper 2, einem Schwenkkörper 3, einer Schneide 4 und einem Arbeitsgerät 5. Der Fahrkörper 2 weist ein Paar Raupenketten auf. Der Schwenkkörper 3 schwenkt oberhalb des Fahrkörpers 2. Die Schneide 4 bewegt sich in Auf-AbRichtung vor dem Fahrkörper 2. Das Arbeitsgerät 5 ist an der Vorderseite des Schwenkkörpers 3 verbunden. Das Arbeitsgerät 5 weist einen Ausleger 5A, einen Stiel 5B und eine Schaufel 5C auf. Das Arbeitsgerät 5 wird durch die von einem Arbeitsgerätzylinder 26 erzeugte Antriebskraft angetrieben. Der Arbeitsgerätzylinder 26 enthält einen Auslegerzylinder 26A, der den Ausleger 5A antreibt, einen Stielzylinder 26B, der den Stiel 5B antreibt, und einen Schaufelzylinder 26C, der die Schaufel 5C antreibt. Man beachte, dass der Bagger 1 nicht mit einer Schneide versehen sein muss.
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Der Schwenkkörper 3 weist einen Bedienersitz 6, einen Arbeitsgeräthebel 7, einen Fahrhebel 8, eine Anzeigevorrichtung 9, eine Stütze 11 und eine Überdachung 12 auf.
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Der Bedienersitz 6 wird von der Bedienungsperson eingenommen. Jeweils links und rechts vom Bedienersitz 6 ist der Arbeitsgeräthebel 7 angeordnet. Vor dem Bedienersitz 6 sind der Fahrhebel 8 und die Anzeigevorrichtung 9 angeordnet. Die Anzeigevorrichtung 9 wird von einem Stützarm 10 gestützt. Der Stützarm 10 ist an der Vorderseite des Bodens des Schwenkkörpers 3 befestigt. Der Bediener kann den Arbeitsgeräthebel 7 und den Fahrhebel 8 betätigen, während er auf dem Bedienersitz 6 sitzt. Der Bediener kann die Anzeigevorrichtung 9 überprüfen, während er auf dem Bedienersitz 6 sitzt.
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Die Stütze 11 ist an der Rückseite des Schwenkkörpers 3 befestigt. Die Überdachung 12 wird von der Stütze 11 gestützt. Die Überdachung 12 ist oberhalb des Bedienersitzes 6 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der Bagger 1 ein Überdachungstyp, bei dem der Raum um den Bedienersitz 6 offen ist.
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2 ist ein Blockdiagramm, das den Bagger 1 nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bagger 1 mit einem Hydrauliksystem 20, einem elektrischen System 30 und einer Steuervorrichtung 50 versehen.
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<Hydrauliksystem>
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Das Hydrauliksystem 20 treibt das Arbeitsgerät 5 an. Das Hydrauliksystem 20 weist eine Hydraulikpumpe 21, ein Hauptventil 22, das über einen Strömungskanal mit der Hydraulikpumpe 21 verbunden ist, und einen Arbeitsgerätzylinder 26, der den Antrieb auf der Grundlage des von der Hydraulikpumpe 21 zugeführten Hydraulikfluids durchführt, auf. Die Hydraulikpumpe 21 stößt Hydraulikfluid aus. Die Hydraulikpumpe 21 ist eine Antriebskraftquelle des Arbeitsgerätzylinders 26. Der Arbeitsgerätzylinder 26 ist ein Hydraulikzylinder zum Antrieb des Arbeitsgeräts 5. Der Arbeitsgerätzylinder 26 fährt auf der Grundlage der Strömungsrate des Hydraulikfluids aus und zieht sich zusammen. Durch das Ausfahren und Zusammenziehen des Arbeitsgerätzylinders 26 wird das Arbeitsgerät 5 angetrieben.
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Ferner weist das Hydrauliksystem 20 ein Vorsteuerventil 23 auf, das den Vorsteuerdruck zum Bewegen des Steuerkolbens des Hauptventils 22 einstellt; ein Verriegelungssolenoid 24, das das Arbeitsgerät 5 in einen nicht antreibbaren Zustand versetzt, indem es die Wirkung des Vorsteuerdrucks auf den Steuerkolben begrenzt, und eine Vorsteuerquellendruck-Erzeugungseinheit 25, die einen Vorsteuerquellendruck erzeugt, der dem Vorsteuerventil 23 zugeführt wird. Das Vorsteuerventil 23 arbeitet auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Arbeitsgeräthebels 7. Wenn der Arbeitsgeräthebel 7 betätigt wird, arbeitet das Vorsteuerventil 23, der Vorsteuerdruck steigt an und der Steuerkolben bewegt sich. Das Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe 21 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens dem Arbeitsgerätzylinder 26 zugeführt. Das Verriegelungssolenoid 24 arbeitet auf der Grundlage eines Verriegelungsbefehls, der von der Steuervorrichtung 50 ausgegeben wird. Wenn ein Verriegelungsbefehl ausgegeben wird, sperrt das Verriegelungssolenoid 24 den Durchgang von Vorsteueröl, das von der Vorsteuerquellendruck-Erzeugungseinheit 25 zugeführt wird, um die Wirkung des Vorsteuerdrucks auf den Steuerkolben zu begrenzen. Das Arbeitsgerät 5 geht infolge der Verriegelung des Durchgangs des Vorsteueröls in einen nicht antreibbaren Zustand über. Das von der Hydraulikpumpe 21 zugeführte Hydraulikfluid wird der Vorsteuerquellendruck-Erzeugungseinheit 25 zugeführt.
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<Elektrisches System>
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Das elektrische System 30 weist eine Antriebsbatterie 31, einen Elektromotor 32, eine Versorgungsschaltung 33, einen Schlüsselschalter 34, einen Verriegelungshebelschalter 35, ein Schaltelement 36 und eine Hilfsbatterie 37 auf.
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Die Antriebsbatterie 31 ist eine Speicherbatterie, die ein wiederaufladbarer Energiespeicher wie z. B. eine Batterie ist. Die Antriebsbatterie 31 ist eine Energiequelle, die den Elektromotor 32 über die Versorgungsschaltung 33 mit Leistung (Englisch: power)versorgt. Der Bagger 1 ist ein Bagger vom Batterietyp, der den Fahrbetrieb auf der Grundlage der von der Antriebsbatterie 31 zugeführten Leistung durchführt.
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Der Elektromotor 32, der eine Antriebsmaschine ist, nutzt die von der Antriebsbatterie 31 zugeführte Leistung, um eine Antriebskraft für den Antrieb der Hydraulikpumpe 21 zu erzeugen. Die Hydraulikpumpe 21 ist mit der Ausgabewelle des Elektromotors 32 verbunden.
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Die Versorgungsschaltung 33 versorgt den Elektromotor 32 mit der von der Antriebsbatterie 31 abgegebenen Leistung. Die Versorgungsschaltung 33 ist zwischen der Antriebsbatterie 31 und dem Elektromotor 32 angeordnet. Die von der Antriebsbatterie 31 abgegebene Leistung wird dem Elektromotor 32 über die Versorgungsschaltung 33 zugeführt.
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Der Schlüsselschalter 34 wird vom Bediener betätigt. Der Schlüsselschalter 34 ist ein Startschalter zum Starten des Elektromotors 32. Beim Starten des Elektromotors 32 steckt die Bedienungsperson einen Schlüssel in den Schlüsselzylinder des Schlüsselschalters 34 ein und dreht den Schlüssel.
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Der Schlüsselschalter 34 ist in der Lage, in einen Schlüssel-AUS-Zustand, einen Schlüssel-EIN-Zustand bzw. einen Startzustand zu wechseln. Wenn der Schlüssel von Bedienungsperson gedreht wird, während er im Schlüsselzylinder steckt, dreht sich der Schlüsselschalter 34 in eine der Positionen „AUS“, „EIN“ und „Start“. Wenn der Schlüssel in die Position „AUS“ gedreht wird, geht der Schlüsselschalter 34 in den Schlüssel-AUS-Zustand über. Wenn der Schlüssel in die „Ein“-Position gedreht wird, geht der Schlüsselschalter 34 in den Schlüssel-EIN-Zustand über. Wenn der Schlüssel in die „Start“-Position gedreht wird, geht der Schlüsselschalter 34 in einen Startzustand über. In einem Startzustand erzeugt der Schlüsselschalter 34 ein Startsignal zum Starten des Elektromotors 32.
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Wenn der Bediener zu diesem Zeitpunkt seine Hand vom Schlüsselschalter 34 entfernt, kehrt der Schlüsselschalter 34 von der „Start“-Position in die „Ein“-Position zurück. In jedem von einem Schlüssel-EIN-Zustand oder einem Startzustand erzeugt der Schlüsselschalter 34 ein Erregungssignal. In einem Schlüssel-AUS-Zustand erzeugt der Schlüsselschalter 34 kein Erregungssignal.
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Der Verriegelungshebelschalter 35 gibt auf der Grundlage des Betätigungszustands eines Verriegelungshebels 13 ein Verriegelungssignal zur Betätigung des Verriegelungssolenoids 24 aus. Der Verriegelungshebel 13 wird betätigt, um das Arbeitsgerät 5 in einen nicht antreibbaren Zustand zu versetzen. Der Verriegelungshebel 13 ist z. B. neben dem Bedienersitz 6 angeordnet und wird von der Bedienungsperson betätigt. Der Verriegelungshebel 13 kann von einer von der Verriegelungsposition und einer Freigabeposition in die jeweils andere Position bewegt werden. Wenn der Verriegelungshebel 13 in die Verriegelungsposition bewegt wird, gibt der Verriegelungshebelschalter 35 ein Verriegelungssignal an die Steuervorrichtung 50 und das Schaltelement 36 aus. Die Steuervorrichtung 50 gibt aufgrund des Verriegelungssignals einen Verriegelungsbefehl an das Verriegelungssolenoid 24 aus. Durch die Ausgabe eines Verriegelungsbefehls von der Steuervorrichtung 50 an das Verriegelungssolenoid 24 geht das Arbeitsgerät 5 in einen nicht antreibbaren Zustand über. Wenn der Verriegelungshebel 13 in die Freigabeposition bewegt wird, wird der Verriegelungsbefehl nicht von der Steuervorrichtung 50 an das Verriegelungssolenoid 24 ausgegeben und das Arbeitsgerät 5 geht in einen antreibbaren Zustand über. Der Verriegelungshebel 13 ist ein Beispiel für eine sichere Bedieneinheit.
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In der folgenden Beschreibung wird ein Zustand, in dem der Verriegelungshebel 13 des Arbeitsgeräts 5 in der Verriegelungsposition angeordnet ist und in dem sich das Arbeitsgerät 5 in einem nicht antreibbaren Zustand befindet, gegebenenfalls als Verriegelungszustand bezeichnet, und ein Zustand, in dem der Verriegelungshebel 13 das Arbeitsgerät 5 in der Freigabeposition angeordnet ist und in dem sich das Arbeitsgerät 5 in einem antreibbaren Zustand befindet, wird gegebenenfalls als Verriegelungsfreigabezustand bezeichnet.
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Nachdem der Bediener auf dem Bedienersitz 6 Platz genommen und den Elektromotor 32 gestartet hat, bringt er zunächst den Verriegelungshebel 13 in einen Verriegelungszustand. Infolge des Eintritts des Verriegelungshebels 13 in einen Verriegelungszustand erzeugt der Verriegelungshebelschalter 35 ein Verriegelungssignal, um das Arbeitsgerät 5 in einen nicht antreibbaren Zustand zu versetzen. Das vom Verriegelungshebelschalter 35 erzeugte Verriegelungssignal zeigt an, dass sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet.
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In einem Zustand, in dem sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, kann der Elektromotor 32 starten, wenn der Bediener den Schlüsselschalter 34 in die „Start“-Position betätigt, um den Elektromotor 32 zu starten.
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Wenn sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungsfreigabezustand befindet, ist der Elektromotor 32 nicht startfähig. Die Bedienungsperson betätigt den Schlüsselschalter 34 in einem Zustand, in dem sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, und veranlasst dadurch den Elektromotor 32 zu starten. Nachdem der Elektromotor 32 gestartet ist, bringt der Bediener den Verriegelungshebel 13 in einen Verriegelungsfreigabezustand. Das Arbeitsgerät 5 geht entsprechend in einen antreibbaren Zustand über.
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Das Schaltelement 36 schaltet zwischen der Zuführung des Startsignals zur Steuervorrichtung 50 und der Sperrung des Startsignals um. Das Schaltelement 36 erhält das Verriegelungssignal von dem Verriegelungshebelschalter 35. In einem Zustand, in dem sich das Schaltelement 36 in einem EIN-Zustand befindet, wird das im Schlüsselschalter 34 erzeugte Startsignal der Steuervorrichtung 50 zugeführt. In einem Zustand, in dem sich das Schaltelement 36 in einem AUS-Zustand befindet, wird das Startsignal nicht der Steuervorrichtung 50 zugeführt.
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Das Schaltelement 36 enthält z. B. einen Hebel. Wenn sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, gibt der Verriegelungshebelschalter 35 ein Verriegelungssignal an das Schaltelement 36 aus. Wenn das Verriegelungssignal an das Schaltelement 36 ausgegeben wird, geht das Schaltelement 36 in einen EIN-Zustand über. Wenn das Verriegelungssignal nicht an das Schaltelement 36 ausgegeben wird, geht das Schaltelement 36 in einen AUS-Zustand über.
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Mit anderen Worten, wenn sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet und das Verriegelungssignal an das Schaltelement 36 ausgegeben wird, wird das Startsignal des Schlüsselschalters 34 an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. Wenn sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungsfreigabezustand befindet und das Verriegelungssignal nicht an das Schaltelement 36 ausgegeben wird, wird das Startsignal des Schlüsselschalters 34 nicht an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben, und der Elektromotor 32 ist startunfähig.
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Da der Elektromotor 32 nur dann startfähig ist, wenn sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, auch wenn der Bediener versehentlich den Arbeitsgeräthebel 7 betätigt, ist es möglich, eine unbeabsichtigte Betätigung des Arbeitsgerätzylinders 26 beim gleichzeitigen Starten des Elektromotors 32 zu verhindern.
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Die Hilfsbatterie 37 versorgt die elektrische Ausrüstung, die im Bagger 1 installiert ist, mit Leistung und enthält den Schlüsselschalter 34 und den Verriegelungshebelschalter 35. Bei der Hilfsbatterie 37 handelt es sich um eine von der Antriebsbatterie 31 getrennte Batterie. Die Hilfsbatterie 37 ist eine 12 V- oder eine 24 V-Batterie mit einer niedrigeren Spannung als die Antriebsbatterie 31. Weitere Beispiele für die elektrische Ausrüstung sind Sensoren zur Erfassung der Temperatur einer Hupe, eines Arbeitsscheinwerfers und einer Ladevorrichtung, die nicht dargestellt sind; eine Wasserpumpe zur Kühlung der Ladevorrichtung und ein Kühlgebläse zur Kühlung des Kühlfluids, das die Ladevorrichtung kühlt.
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Wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem Schlüssel-AUS-Zustand befindet, läuft die im Bagger 1 installierte elektrische Ausrüstung nicht an, und der Elektromotor 32 startet nicht. In einem Zustand, in dem sich der Schlüsselschalter 34 in einem Schlüssel-EIN-Zustand oder einem Startzustand befindet, wird die elektrische Ausrüstung über eine Leistungsversorgungsleitung (nicht dargestellt) mit Leistung versorgt, und die elektrische Ausrüstung läuft nicht an. Wenn der Schlüsselschalter 34 von einem Schlüssel-EIN-Zustand in einen Startzustand wechselt, wird ein Startsignal zum Starten des Elektromotors 32 von dem Schlüsselschalter 34 ausgegeben.
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<Steuervorrichtung>
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Die Steuervorrichtung 50 steuert den Bagger 1. Die Steuervorrichtung 50 enthält ein Computersystem. Die Steuervorrichtung 50 weist eine Erregungssignal-Erfassungseinheit 63, eine Erregungszustands-Bestimmungseinheit 64, eine Schaltungssignal-Erfassungseinheit 51, eine Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52, eine Schaltungs-Steuerungseinheit 58, eine Startsignal-Erfassungseinheit 53, eine Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54, eine Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61, eine Verriegelungssignal-Erfassungseinheit 55, eine Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56, eine Halteeinheit 57, eine Antriebsbefehlseinheit 59 und eine Verriegelungsbefehlseinheit 60.
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Die Erregungssignal-Erfassungseinheit 63 erfasst ein Erregungssignal, das durch den Schlüsselschalter 34 erzeugt wird.
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Die Erregungszustands-Bestimmungseinheit 64 bestimmt auf der Grundlage des von der Erregungssignal-Erfassungseinheit 63 erfassten Erregungssignals, ob ein erregter Zustand vorliegt oder nicht. Wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem Schlüssel-EIN-Zustand oder einem Startzustand befindet, bestimmt die Erregungszustands-Bestimmungseinheit 64, dass der Zustand ein erregter Zustand ist. Wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem Schlüssel-AUS-Zustand befindet, bestimmt die Erregungszustands-Bestimmungseinheit 64, dass der Zustand ein nicht erregter Zustand ist. Wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem erregten Zustand befindet, ist der Antrieb des Elektromotors 32 erlaubt. Wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem nicht-erregten Zustand befindet, ist der Antrieb des Elektromotors 32 nicht erlaubt.
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Die Schaltungssignal-Erfassungseinheit 51 erfasst ein Schaltungssignal, das von der Versorgungsschaltung 33 ausgegeben wird. Das Schaltungssignal ist ein Signal, das dazu dient, zu bestimmen, ob sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand befindet, in dem Elektromotor 32 mit Leistung versorgt werden kann.
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3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Versorgungsschaltung 33 nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die Versorgungsschaltung 33 ist mit der Antriebsbatterie 31 verbunden. Die Versorgungsschaltung 33 weist eine Ausgabeeinheit 38 auf, die mit dem Elektromotor 32 verbunden ist. Die Versorgungsschaltung 33 enthält eine Schleifenschaltung 33A, die den Elektromotor 32 mit der Ausgabeeinheit 38 verbindet; eine Schützschaltung 33B, die ein Schütz 41 und einen Widerstand 43 enthält; und eine Schützschaltung 33C, die ein Schütz 42 enthält. Die Schützschaltung 33B und die Schützschaltung 33C sind parallel zueinander.
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Beim Übergang von einem Zustand, in dem der Elektromotor 32 nicht mit Leistung versorgt werden kann, in einen Zustand, in dem er mit Leistung versorgt werden kann, verhindert die Versorgungsschaltung 33, dass ein großer Strom schnell der Ausgabeeinheit 38 zugeführt wird. Wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem Schlüssel-AUS-Zustand befindet, sind das Schütz 41 und das Schütz 42 der Versorgungsschaltung 33 jeweils in einem AUS-Zustand. Wenn der Schlüsselschalter 34 von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt, geht aufgrund eines Schaltungssteuerbefehls von der Schaltungs-Steuerungseinheit 58 das Schütz 42 der Schützschaltung 33C in einen AUS-Zustand und das Schütz 41 der Schützschaltung 33B in einen EIN-Zustand. Die Schützschaltung 33B enthält den Widerstand 43. Da das Schütz 41 der Schützschaltung 33B in einen EIN-Zustand übergeht, fließt der Strom zur Ausgabeeinheit 38 über den Widerstand 43, und somit wird verhindert, dass ein großer Strom schnell zugeführt wird. Die Ausgabeeinheit 38 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung des Gleichstroms aus der Antriebsbatterie 31 in einen Wechselstrom, der für den Antrieb des Elektromotors 32 geeignet ist, z. B. ein Wechselrichter.
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Die Versorgungsschaltung 33 enthält einen Spannungssensor 44. Der Spannungssensor 44 enthält einen Spannungssensor 44A, der eine Eingangsspannung erfasst, die die Spannung der Schleifenschaltung 33A an der Eingangsseite der Schützschaltung 33B und der Schützschaltung 33C darstellt, und einen Spannungssensor 44B, der eine Ausgangsspannung erfasst, die die Spannung der Schleifenschaltung 33A an der Ausgabeseite der Schützschaltung 33B und der Schützschaltung 33C darstellt. Wenn die Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung gleich oder kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist, wechselt das Schütz 41 der Schützschaltung 33B von einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand und das Schütz 42 der Schützschaltung 33C wechselt von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand aufgrund eines Schaltungssteuerbefehls von der Schaltungs-Steuerungseinheit 58. In diesem Zustand wird Leistung von der Antriebsbatterie 31 der Ausgabeeinheit 38 und dem Elektromotor 32 zugeführt, ohne über den Widerstand 43 zu verlaufen.
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Die Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 bestimmt, ob sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand befindet, in dem der Elektromotor 32 mit Leistung versorgt werden kann oder nicht. Wenn vorbestimmte Bedingungen für die Versorgungsschaltung 33 erfüllt sind, wird ein Schaltungssignal, das einen Zustand anzeigt, in dem die Versorgungsschaltung 33 den Elektromotor 32 mit Leistung versorgen kann, von der Versorgungsschaltung 33 an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. Wenn vorbestimmte Bedingungen für die Versorgungsschaltung 33 nicht erfüllt sind, wird ein Schaltungssignal, das einen Zustand anzeigt, in dem die Versorgungsschaltung 33 nicht den Elektromotor 32 mit Leistung versorgen kann, von der Versorgungsschaltung 33 an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. Die vorbestimmten Bedingungen enthalten die Bedingung, dass die Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung gleich oder kleiner als der vorgeschriebene Wert ist. Man beachte, dass die vorbestimmten Bedingungen auch die Bedingung einschließen können, dass das Schütz 41 in einem AUS-Zustand und das Schütz 42 in einem EIN-Zustand ist.
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Die Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 bestimmt auf der Grundlage des von der Schaltungssignal-Erfassungseinheit 51 erfassten Schaltungssignals und des von der Schaltungs-Steuerungseinheit 58 ausgegebenen Schaltungssteuerbefehls, ob oder ob nicht sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand befindet, in dem Elektromotor 32 mit Leistung versorgt werden kann. Die Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 bestimmt den Schaltungszustand der Versorgungsschaltung 33 auf der Grundlage des von der Versorgungsschaltung 33 über die Schaltungssignal-Erfassungseinheit 51 erfassten Schaltungssignals und des von der Schaltungs-Steuerungseinheit 58 erfassten Schaltungssteuersignals und gibt die Schaltungszustands-Bestimmungsergebnisse an die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 aus. Man beachte, dass die Konfiguration so sein kann, dass, wenn vorbestimmte Bedingungen für die Versorgungsschaltung 33 nicht erfüllt sind, ein Schaltungssignal, das anzeigt, dass die Versorgungsschaltung 33 den Elektromotor 32 mit Leistung versorgen kann, nicht von der Versorgungsschaltung 33 an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben wird.
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Die Schaltungs-Steuerungseinheit 58 erfasst zunächst das vom Schlüsselschalter 34 erzeugte Erregungssignal und gibt den Schaltungssteuerbefehl zur Steuerung der Versorgungsschaltung 33 aus. Nach dem Erfassen des Erregungssignals erfasst die Schaltungs-Steuerungseinheit 58 die Schaltungszustandsbestimmung von der Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 und gibt den Schaltungssteuerbefehl an die Versorgungsschaltung 33 aus. Der Schaltungssteuerbefehl wird an die Versorgungsschaltung 33 und die Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 ausgegeben. Der Schaltungssteuerbefehl enthält Anweisungen bezüglich des Umschaltens zwischen EIN-Zuständen und AUS-Zuständen der Schütze und der sequentiellen Reihenfolge solcher Zustände.
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Die Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasst das Startsignal, das vom Schlüsselschalter 34 ausgegeben wird. In einem Fall, in dem der Schlüsselschalter 34 in einen Startzustand betätigt wird, während sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, wird das in dem Schlüsselschalter 34 erzeugte Startsignal über das Schaltelement 36 der Steuervorrichtung 50 zugeführt. Die Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasst das Startsignal in einem Fall, in dem der Schlüsselschalter 34 in einen Startzustand betätigt wird, während sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet.
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Die Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 bestimmt auf der Grundlage des von der Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfassten Startsignals, ob oder ob nicht sich das Startsignal des Schlüsselschalters 34 in einem Erzeugungszustand befindet.
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Die Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 erfasst über die Startsignal-Erfassungseinheit ein Startsignal, das erzeugt wird, wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem Startzustand befindet und wenn sich das Schaltelement 36 in einem EIN-Zustand befindet. Danach wird der Zeitpunkt, zu dem der Schlüsselschalter 34 von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt, als ein erster Zeitpunkt t1 angenommen.
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Die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 enthält eine Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61B, eine Antriebsstoppverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61A und eine Antriebsbefehls-Entscheidungseinheit 61C.
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Die Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61B empfängt Eingaben, nämlich ein Schaltungszustands-Bestimmungsergebnis, das ein Bestimmungsergebnis der Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 ist, ein Startbetätigungs-Bestimmungsergebnis, das ein Bestimmungsergebnis der Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 ist, und ein Verriegelungszustands-Bestimmungsergebnis, das ein Bestimmungsergebnis der Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 ist. Die Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61B gibt an die Antriebsbefehls-Entscheidungseinheit 61C ein Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungsergebnis aus, das ein Bestimmungsergebnis darüber ist, ob der Antrieb des Elektromotors 32 auf der Grundlage des Schaltungszustands-Bestimmungsergebnisses, des Startbetätigungs-Bestimmungsergebnisses und des Verriegelungszustands-Bestimmungsergebnisses gestartet werden darf.
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Wenn das Startbetätigungs-Bestimmungsergebnis der Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 ein Erzeugungszustand ist, speichert die Halteeinheit 57 die Tatsache, dass der Zustand ein Erzeugungszustand ist. Auch wenn der Schlüsselschalter 34 zum ersten Zeitpunkt t1 von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt, bestimmt die Halteeinheit 57, dass das Startsignal in einem Erzeugungszustand ist.
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Unterdessen setzt in einem Fall, in dem das Verriegelungszustands-Bestimmungsergebnis, welches das Bestimmungsergebnis der Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 ist, ein Verriegelungsfreigabezustand ist, die Halteeinheit 57 das gespeicherte Ergebnis zurück und speichert die Tatsache, dass der Zustand kein Erzeugungszustand ist, selbst wenn das gespeicherte Startbetätigungs-Bestimmungsergebnis der Halteeinheit 57 ein Erzeugungszustand ist. Mit anderen Worten, selbst wenn die Tatsache, dass ein Startsignal zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugt wurde, in einem Fall erfasst wird, in dem der Verriegelungshebel 13 zum oder nach dem ersten Zeitpunkt t1 von einem Verriegelungszustand in einen Verriegelungsfreigabezustand übergeht, betrachtet die Halteeinheit 57 das Startsignal als nicht zum oder vor dem Zeitpunkt des Übergangs in den Verriegelungsfreigabezustand erzeugt.
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Die Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61B bestimmt, dass die Antriebsstartverarbeitung durchgeführt werden kann, wenn beide der folgenden Bedingungen erfüllt sind: Das Schaltungszustands-Bestimmungsergebnis, das das Bestimmungsergebnis der Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 ist, ist, dass die Versorgungsschaltung 33 in einem versorgungsfähigen Zustand ist, und das Bestimmungsergebnis der Halteeinheit 57 ist, dass ein Erzeugungszustand vorliegt.
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Die Antriebsstoppverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61A bestimmt, dass die Antriebsstoppverarbeitung gestartet werden kann, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: Die Versorgungsschaltung 33 befindet sich entsprechend dem Schaltungszustands-Bestimmungsergebnis der Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 in einem nicht versorgungsfähigen Zustand, und das Bestimmungsergebnis der Erregungszustands-Bestimmungseinheit 64 ist, dass ein nicht erregter Zustand vorliegt.
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Die Antriebsbefehls-Entscheidungseinheit 61C behält normalerweise den Zustand der Antriebsbefehle (den Antriebszustand/den Stoppzustand) bei. Wenn jedoch der Antriebsstart durch die Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61B bestimmt wird, gibt es einen Übergang von einem Stoppzustand in einen Antriebszustand. Wenn ferner der Antriebsstopp durch die Antriebsstoppverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61A bestimmt wird, gibt es einen Übergang von einem Antriebszustand zu einem Stoppzustand.
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Die Antriebsbefehlseinheit 59 gibt auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Antriebsbefehls-Entscheidungseinheit 61C einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 aus. Das heißt, der Elektromotor 32 wird angetrieben, wenn das Bestimmungsergebnis der Antriebsbefehl-Entscheidungseinheit 61C lautet, dass ein Antriebszustand vorliegt. Der Elektromotor 32 wird gestoppt, wenn das Bestimmungsergebnis der Antriebsbefehl-Entscheidungseinheit 61C lautet, dass ein Stoppzustand vorliegt.
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Wie bereits erwähnt, befindet sich die Versorgungsschaltung 33 in dem Fall, in dem die vorgegebenen Bedingungen für die Versorgungsschaltung 33 nicht erfüllt sind, in einem Zustand, in dem sie nicht den Elektromotor 32 mit Leistung versorgen kann. In einem Fall, in dem die vorbestimmten Bedingungen für die Versorgungsschaltung 33 erfüllt sind, befindet sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand, in dem der Elektromotor 32 mit Leistung versorgt werden kann. Die Versorgungsschaltung 33 geht von einem Zustand, in dem sie eine Leistung nicht zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand über. In einem Fall, in dem die Versorgungsschaltung 33 zu einem zweiten Zeitpunkt t2 nach dem ersten Zeitpunkt t1 von einem Zustand, in dem sie eine Leistung nicht zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergeht, bestimmt die Halteeinheit 57, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet, selbst wenn zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 kein Startsignal von der Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasst wurde.
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Die Verriegelungssignal-Erfassungseinheit 55 erfasst ein Verriegelungssignal vom Verriegelungshebelschalter 35. Wenn sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, wird das durch den Verriegelungshebelschalter 35 erzeugte Verriegelungssignal an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. Die Verriegelungssignal-Erfassungseinheit 55 erfasst in einem Fall, in dem sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, ein Verriegelungssignal.
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Die Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 bestimmt, ob sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet oder nicht. Die Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 bestimmt auf der Grundlage des von der Verriegelungssignal-Erfassungseinheit 55 erfassten Verriegelungssignals, ob sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet oder nicht.
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Die Antriebsbefehlseinheit 59 gibt einen Antriebsbefehl, der von der Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 entschieden wurde, an den Elektromotor 32 aus. In einem Fall, in dem sich das Startsignal in der Halteeinheit 57 in einem Erzeugungszustand befindet, wird die Ausgabe des Antriebsbefehls von der Antriebsbefehlseinheit 59 an den Elektromotor 32 gestartet, wenn die Versorgungsschaltung 33 von einem Zustand, in dem sie eine Leistung nicht zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergeht. In einem Zustand, in dem die Versorgungsschaltung 33 von einem Zustand, in dem sie keine Leistung zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergeht, weil der Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 ausgegeben wird, ist der Elektromotor 32 in der Lage, den Antrieb auf der Grundlage der von der Versorgungsschaltung 33 zugeführten Leistung durchzuführen.
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Die Verriegelungsbefehlseinheit 60 gibt auf der Grundlage des Verriegelungszustands-Bestimmungsergebnisses der Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 ein Verriegelungssignal an das Verriegelungssolenoid 24 aus.
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Die Antriebsbefehlseinheit 59 gibt nach Ablauf des zweiten Zeitpunkts t2 einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 aus, wenn sich das Startsignal in der Halteeinheit 57 in einem Erzeugungszustand befindet. Es wird bestimmt, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet, auch wenn zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 kein Startsignal von der Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasst wird. Der Elektromotor 32 ist dementsprechend startfähig, auch wenn eine Einzelschrittbetätigung durchgeführt wird.
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Eine Einzelschrittbetätigung bezieht sich auf eine Betätigung, bei der der Schlüsselschalter 34 in kurzer Zeit von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Startzustand und dann in einen Schlüssel-EIN-Zustand geändert wird. Wenn eine Einzelschrittbetätigung in einem Fall durchgeführt wird, in dem die Antriebsmaschine des Baggers 1 der Elektromotor 32 ist, wird der Elektromotor 32 wahrscheinlich nicht starten.
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In einem Fall, in dem die von der Antriebsbatterie 31 ausgegebene Leistung über die Versorgungsschaltung 33 dem Elektromotor 32 zugeführt wird, wenn der Schlüsselschalter 34 von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt, geht die Versorgungsschaltung 33 beispielsweise von einem Zustand, in dem sie nicht den Elektromotor 32 mit Leistung versorgen kann, in einen Zustand über, in dem sie diesen mit Leistung versorgen kann. Der Übergang nimmt jedoch Zeit in Anspruch, da der Schaltungszustand auf der Grundlage des Schaltungssignals bestimmt werden muss. Der Schlüsselschalter 34 wird dazu gebracht, für eine kurze Zeit von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Startzustand zu wechseln, und kehrt in einen Schlüssel-EIN-Zustand zurück, wenn der Bediener seine Hand für eine kurze Zeit entfernt. Somit wird der Schaltungszustand bestimmt, und bevor ein versorgungsfähiger Zustand bestimmt wird, geht das einmal erzeugte Startsignal in einen nicht erzeugten Zustand über.
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Wenn der Schlüsselschalter 34 nach der Durchführung einer Einzelschrittbetätigung von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand zum ersten Zeitpunkt t1 zurückkehrt, wird der erste Zeitpunkt t1 wahrscheinlich vor dem zweiten Zeitpunkt t2 liegen, zu dem die Versorgungsschaltung 33 in einen Zustand übergeht, in dem sie eine Leistung zuführen kann. Infolgedessen startet der Elektromotor 32 nicht, selbst wenn die Versorgungsschaltung 33 zum zweiten Zeitpunkt t2 in einen Zustand übergeht, in dem sie eine Leistung zuführen kann, da das Startsignal des Schlüsselschalters 34 nicht dem Elektromotor 32 zugeführt wird.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform wird ein Startsignal, das zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugt wird, in der Halteeinheit 57 gespeichert. Wenn ein Startsignal in der Halteeinheit 57 gespeichert ist, wird das Startsignal als in einem Erzeugungszustand befindlich bestimmt. Das heißt, selbst wenn das Startsignal zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugt wird und zum zweiten Zeitpunkt t2 nicht kontinuierlich erzeugt wird, wird, solange ein Startsignal zum zweiten Zeitpunkt t2 in der Halteeinheit 57 gespeichert ist, das Startsignal zum zweiten Zeitpunkt t2 als sich in einem Erzeugungszustand befindend bestimmt. In einem Zustand, in dem sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet und der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand ist, gibt die Antriebsbefehlseinheit 59 einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 aus, nachdem der zweite Zeitpunkt t2 verstrichen ist, zu dem die Versorgungsschaltung 33 von einem Zustand, in dem sie keine Leistung zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergegangen ist. Somit wird eine Einzelschrittbetätigung zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 ausgeführt, und selbst wenn vor dem Ablauf des zweiten Zeitpunkts t2 der Schlüsselschalter 34 von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand zurückgeführt wird, kann der Elektromotor 32 den Antrieb auf der Grundlage der von der Antriebsbatterie 31 und der Versorgungsschaltung 33 zugeführten Leistung durchführen.
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<Baggeranlaufverarbeitung>
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Der Bediener bringt den Verriegelungshebel 13 in einen Verriegelungszustand, um die elektrische Anlage 30 des Baggers 1 anlaufen zu lassen. Der Schlüsselschalter 34 befindet sich in einem Schlüssel-AUS-Zustand. Bei aufrechterhaltenem Verriegelungszustand des Verriegelungshebels 13 steckt der Bediener einen Schlüssel in den Schlüsselzylinder des Schlüsselschalters 34 und dreht den Schlüssel. Dadurch wechselt der Schlüsselschalter 34 von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand.
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Wenn der Schlüsselschalter 34 in einen Schlüssel-EIN-Zustand wechselt, wird eine Leistung von der Hilfsbatterie 37 dem elektrischen System 30 zugeführt, das eine elektrische Ausrüstung enthält.
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Als Ergebnis des Wechsels des Schlüsselschalters 34 von einem Schlüssel-AUS-Zustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand verwendet die Steuervorrichtung 50 Schaltungssteuerungsbefehle, um, wie mit Bezug auf 3 beschrieben, das Schütz 41 der Schützschaltung 33B in der Versorgungsschaltung 33 in einen EIN-Zustand zu versetzen und dann das Schütz 41 in einen AUS-Zustand und das Schütz 42 der Schützschaltung 33C in einen EIN-Zustand zu versetzen.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmung des Elektromotors 32 bei der Anlaufverarbeitung des elektrischen Systems 30 des Baggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Der Bediener ändert die Position des Schlüssels im Schlüsselschalter 34 in die „Start“-Position, um den Elektromotor 32 des Baggers 1 zu starten. Der Schlüsselschalter 34 wechselt somit in einen Startzustand.
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Wenn der Schlüsselschalter 34 in einen Startzustand wechselt, wird im Schlüsselschalter 34 ein Startsignal erzeugt. In einem Fall, in dem sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand befindet, ist das Schaltelement 36 in einem EIN-Zustand. Die Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasst das erzeugte Startsignal über das Schaltelement 36 (Schritt S1).
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Die Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 bestimmt, ob eine Startbetätigung durchgeführt werden soll oder nicht (Schritt S2).
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Der Verriegelungshebel 13 befindet sich in einem Verriegelungszustand. Die Verriegelungssignal-Erfassungseinheit 55 erfasst ein Verriegelungssignal vom Verriegelungshebelschalter 35 (Schritt S3).
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Die Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 bestimmt, ob ein Verriegelungszustand vorliegt oder nicht (Schritt S4).
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Die Schaltungssignal-Erfassungseinheit 51 erfasst ein Schaltungssignal von der Versorgungsschaltung 33 (Schritt S5).
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Die Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 erhält einen Schaltungssteuerbefehl von der Schaltungs-Steuereinheit 58 (Schritt S6). Die Schaltungszustands-Bestimmungseinheit 52 bestimmt, ob die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand ist, in dem sie eine Leistung zuführen kann (Schritt S7).
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Man beachte, dass die sequentielle Reihenfolge der Abarbeitung der Schritte S1 bis S7 optional ist.
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Die Halteeinheit 57 speichert das von der Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasste Startsignal.
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Die Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 bestimmt, ob sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet oder nicht (Schritt S8). Wenn ein Startsignal in der Halteeinheit 57 gespeichert ist, bestimmt die Halteeinheit 57, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet.
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In einem Fall, in dem in Schritt S8 bestimmt wird, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet (Schritt S8: Ja), setzt die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 den Wert des Startsignals in der Halteeinheit 57 auf WAHR (Schritt S9) .
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In einem Fall, in dem in Schritt S8 bestimmt wird, dass sich das Startsignal nicht in einem Erzeugungszustand befindet (Schritt S8: Nein), bestimmt die Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit 56 auf der Grundlage des von der Verriegelungssignal-Erfassungseinheit 55 erfassten Verriegelungssignals, ob sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungsfreigabezustand befindet oder nicht (Schritt S10).
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In einem Fall, in dem in Schritt S10 bestimmt wird, dass ein Verriegelungsfreigabezustand vorliegt (Schritt S10: Ja), setzt die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 den Wert des Startsignals in der Halteeinheit 57 auf FALSCH (Schritt S11).
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In einem Fall, in dem in Schritt S10 bestimmt wird, dass ein Verriegelungsfreigabezustand nicht vorliegt (Schritt S10: Nein), ändert die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 den Wert des Startsignals in der Halteeinheit 57 nicht (Schritt S12) .
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Die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 bestimmt, ob der Wert des Startsignals in der Halteeinheit 57 WAHR ist oder nicht und ob die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand ist, in dem sie eine Leistung zuführen kann oder nicht (Schritt S13).
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In einem Fall, in dem in Schritt S13 bestimmt wird, dass der Wert des Startsignals in der Halteeinheit 57 WAHR ist und dass sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand befindet, in dem sie eine Leistung zuführen kann (Schritt S13: Ja), setzt die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 die Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmung auf WAHR (Schritt S14).
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Die Antriebsbefehlseinheit 59 gibt einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 aus.
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In einem Fall, in dem in Schritt S13 bestimmt wird, dass der Wert des Startsignals in der Halteeinheit 57 WAHR ist und dass sich die Versorgungsschaltung 33 nicht in einem Zustand befindet, in dem sie eine Leistung zuführen kann (Schritt S13: Nein), ändert die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 die Antriebsstart-Verarbeitungsbestimmung nicht (Schritt S15).
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<Computersystem>
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5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Computersystem 1000 nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die vorangehende Steuervorrichtung 50 enthält das Computersystem 1000. Das Computersystem 1000 weist einen Prozessor 1001, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Hauptspeicher 1002, der einen nichtflüchtigen Speicher, wie z. B. einen Festwertspeicher (ROM), und einen flüchtigen Speicher, wie z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM), enthält, einen Speicher 1003 und eine Schnittstelle 1004, die E/A-Schaltungen enthält, auf. Die Funktionen der vorgenannten Steuervorrichtung 50 sind in dem Speicher 1003 als Programm gespeichert. Der Prozessor 1001 liest das Programm aus dem Speicher 1003, dekomprimiert es im Hauptspeicher 1002 und führt die vorstehende Verarbeitung entsprechend dem Programm aus. Man beachte, dass das Programm auch über ein Netzwerk an das Computersystem 1000 verteilt werden kann.
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Das Programm ist nach der vorstehenden Ausführungsform in der Lage, auf der Grundlage des Erzeugungszustands des Startsignals des Schlüsselschalters 34, des Verriegelungszustands des Verriegelungshebels und des Schaltungszustands der Versorgungsschaltung einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 auszugeben.
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<Vorteilhafte Wirkungen>
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Wie vorstehend beschrieben, wird nach der vorliegenden Ausführungsform, wenn sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet und der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand ist, ein Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 zu dem Zeitpunkt ausgegeben, zu dem die Versorgungsschaltung 33 von einem Zustand, in dem sie keine Leistung zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergeht. Dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet, schließt die Tatsache ein, dass das Startsignal in der Halteeinheit 57 gespeichert ist.
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Da der Schlüsselschalter 34 in einen Startzustand eintritt, wird ein Startsignal erzeugt, der Schlüsselschalter 34 wird zum ersten Zeitpunkt t1 aus einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand zurückgeführt, und die Versorgungsschaltung 33 geht zum zweiten Zeitpunkt t2 aus einem Zustand, in dem sie eine Leistung nicht zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand über.
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Selbst wenn der Schlüsselschalter 34 zum ersten Zeitpunkt t1 vor dem zweiten Zeitpunkt t2 durch eine Einzelschrittbetätigung von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand zurückgeführt wird, wird die Tatsache, dass das Startsignal in einem Erzeugungszustand ist, in der Halteeinheit 57 zum zweiten Zeitpunkt t2 gespeichert. Daher kann die Antriebsbefehlseinheit 59 einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 in einem Zustand ausgeben, in dem eine Leistung von der Versorgungsschaltung 33 dem Elektromotor 32 zugeführt werden kann. Daher kann die Steuervorrichtung 50 den Elektromotor 32 selbst dann starten, wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird.
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Das zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugte Startsignal wird in der Halteeinheit 57 gespeichert. Wenn ein Startsignal in der Halteeinheit 57 gespeichert ist, bestimmt die Halteeinheit 57, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet. Selbst wenn das Startsignal zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugt wird und zum zweiten Zeitpunkt t2 nicht erzeugt wird, wird das Startsignal zum zweiten Zeitpunkt t2 als in einem Erzeugungszustand befindlich bestimmt, solange ein Startsignal zum zweiten Zeitpunkt t2 in der Halteeinheit 57 gespeichert ist. Die Antriebsbefehlseinheit 59 gibt einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 nach dem Ablauf des zweiten Zeitpunkts t2 in einem Zustand aus, in dem sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet und der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand ist. Somit wird eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt, und selbst wenn zum ersten Zeitpunkt t1 vor dem Ablauf des zweiten Zeitpunkts t2 der Schlüsselschalter 34 von einem Startzustand in einen Schlüssel-EIN-Zustand zurückgeführt wird, ist der Elektromotor 32 in der Lage, den Antrieb auf der Grundlage der von der Antriebsbatterie 31 und der Versorgungsschaltung 33 zugeführten Leistung durchzuführen.
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6 ist ein Zeitdiagramm, das die Startverarbeitung des Baggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. 6(A) ist ein Zeitdiagramm für den Fall, dass eine Einzelschrittbetätigung nicht ausgeführt wird. Der Schlüsselschalter 34 geht in einen Startzustand über, indem er von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand übergeht, und geht anschließend in einen Startzustand über. Das Startsignal wird erzeugt, wenn sich der Schlüsselschalter 34 in einem Startzustand befindet. Wenn sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet und der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand ist, ist die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand, in dem sie eine Leistung zuführen kann, und daher wird ein Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 ausgegeben.
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6(B) ist ein Zeitdiagramm für den Fall, dass eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird. Wenn der Schlüsselschalter 34 in einem Startzustand ist, befindet sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand. Wenn sich das Startsignal im Erzeugungszustand befindet, ist der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungszustand. Nach der Ausführung einer Einzelschrittbetätigung, wenn das Startsignal in einem Erzeugungszustand ist, befindet sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand, in dem sie eine Leistung nicht zuführen kann, und nachdem der Schlüsselschalter 34 von einem Startzustand in einen EIN-Zustand wechselt, tritt die Versorgungsschaltung 33 in einen Zustand ein, in dem sie eine Leistung zuführen kann. In einem Fall, in dem sich das Startsignal in einem Nicht-Erzeugungszustand befindet und die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand ist, in dem sie eine Leistung zuführen kann, wird das Startsignal üblicherweise nicht dem Elektromotor 32 zugeführt, und der Elektromotor 32 startet nicht. In der vorliegenden Ausführungsform zeigt der Wert in der Halteeinheit 57 an, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet. Aus diesem Grund ist die Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit 61 in der Lage, auf der Grundlage des Wertes in der Halteeinheit 57 einen Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 auszugeben, nachdem die Versorgungsschaltung 33 in einen Zustand eintritt, in dem sie eine Leistung zuführen kann. Der Elektromotor 32 ist dementsprechend auch dann startfähig, wenn eine Einzelschrittbetätigung ausgeführt wird.
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6(C) ist ein Zeitdiagramm für die Zeitspanne, wenn Einzelschrittbetätigung durchgeführt wird. 6(C) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungsfreigabezustand befindet, bevor die Versorgungsschaltung 33 in einen Zustand eintritt, in dem sie eine Leistung zuführen kann. In dem in 6(C) dargestellten Beispiel ist das Startsignal in der Halteeinheit 57 nicht mehr in einem Erzeugungszustand, selbst wenn der Wert in der Halteeinheit 57 anzeigt, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet, da sich der Verriegelungshebel 13 in einem Verriegelungsfreigabezustand befindet, wenn sich die Versorgungsschaltung 33 in einem Zustand befindet, in dem sie eine Leistung zuführen kann, und daher wird kein Antriebsbefehl an den Elektromotor 32 ausgegeben und der Elektromotor 32 startet nicht. Wie in diesem Beispiel dargestellt, ist auch im Falle einer Einzelschrittbetätigung die Sicherheit gewährleistet, als dass der Elektromotor 32 nicht gestartet wird, wenn sich das Schloss in einem Freigabezustand befindet.
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[Andere Ausführungsformen]
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In der vorangehenden Ausführungsform wird, wenn ein zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugtes Startsignal in der Halteeinheit 57 gespeichert wird, davon ausgegangen, dass sich das Startsignal zum zweiten Zeitpunkt t2 in einem Erzeugungszustand befindet. Das Startsignal muss nicht in der Halteeinheit 57 gespeichert werden. Die Startsignal-Erfassungseinheit 53 erfasst ein zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugtes Startsignal. Die Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 kann bestimmen, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet, bis eine vorgegebene Zeitspanne seit dem ersten Zeitpunkt t1 verstrichen ist. Die Zeitspanne, die seit dem ersten Zeitpunkt t1 verstrichen ist, wird von der Schaltungs-Steuerungseinheit 58 gemessen. In einem Fall, in dem der zweite Zeitpunkt t2, zu dem die Versorgungsschaltung 33 von einem Zustand, in dem sie eine Leistung nicht zuführen kann, in einen versorgungsfähigen Zustand übergeht, bereits bekannt ist, kann die Startbetätigungs-Bestimmungseinheit 54 auch bestimmen, dass sich das Startsignal in einem Erzeugungszustand befindet, bis ein dritter Zeitpunkt t3, der nach dem zweiten Zeitpunkt t2 liegt, verstrichen ist. Mit anderen Worten, die Antriebsbefehlseinheit 59 kann auch zum dritten Zeitpunkt t3 einen Antriebsbefehl ausgeben, nachdem die vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist, seit das Startsignal zum oder vor dem ersten Zeitpunkt t1 erzeugt wurde.
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In der vorstehenden Ausführungsform kann der Verriegelungshebel 13 eine sichere Bedieneinheit sein, und eine Einheit, die durch einen Verriegelungsbefehl angetrieben wird, kann durch die Betätigung des Verriegelungshebels 13 arbeiten oder kann die Betätigung eines Aktuators begrenzen, der durch den Betrieb des Elektromotors 32 angetrieben wird. Beispielsweise kann anstelle des Verriegelungshebels 13 eine Feststellbremse verwendet werden, und eine Einheit, die durch einen Verriegelungsbefehl angetrieben wird, kann eine Feststellbremse sein. Eine Einheit, die durch einen Verriegelungsbefehl angetrieben wird, kann z. B. eine Einheit wie eine Kupplung sein.
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In der vorangegangenen Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Bagger 1 von der Antriebsbatterie 31 mit Leistung versorgt wird. Der Bagger 1 kann auch über ein Leistungskabel von einer externen Leistungsversorgung mit Leistung versorgt werden.
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Obwohl in der vorstehenden Ausführungsform die Beschreibung auf der Grundlage der Annahme erfolgt, dass der Schlüsselschalter 34 aufgrund dessen ein Startsignal erzeugen kann, dass ein Schlüssel in den Schlüsselzylinder eingeführt und gedreht wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf oder durch diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann die Ausrüstung, die von der Bedienungsperson getragen wird, eine Vorrichtung sein, die einen elektronischen Chip enthält und die bestimmt, dass ein Startsignal aufgrund einer vorbestimmten Betätigung durch die Bedienungsperson innerhalb eines bestimmten Bereichs des Fahrzeugs erzeugt wurde.
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In der vorstehenden Ausführungsform muss der Bagger 1 keine Überdachungsspezifikation aufweisen. Der Bagger 1 kann auch eine Kabinenspezifikation aufweisen, bei der der Raum um den Bedienersitz 6 geschlossen ist.
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In der vorangehenden Ausführungsform muss das Arbeitsfahrzeug 1 kein Bagger 1 sein. Das Arbeitsfahrzeug 1 kann z. B. ein Radlader, eine Planierraupe oder ein Gabelstapler sein.
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In der vorstehenden Ausführungsform kann das Arbeitsfahrzeug 1 stattdessen ein Arbeitsfahrzeug sein, bei dem das Arbeitsgerät 5, der Fahrkörper 2 und der Schwenkkörper 3 anstelle des Hydrauliksystems 20 durch einen elektrischen Aktuator angetrieben werden. In diesem Fall wird die Leistung für den Antrieb des elektrischen Aktuators von der Antriebsbatterie 31 zugeführt. Das Arbeitsfahrzeug ist ein elektrisch angetriebenes Arbeitsfahrzeug.
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In der vorstehenden Ausführungsform kann das Arbeitsfahrzeug 1 auch so eingerichtet sein, dass anstelle des Vorsteuerdrucks zur Bewegung des Steuerkolbens des Hauptventils 22 der Steuerkolben durch elektrischen Antrieb in Bewegung gesetzt wird. In diesem Fall kann ein Verriegelungsbefehl des Verriegelungshebels 13 den Arbeitsgerätzylinder antriebsunfähig machen, indem ein Befehl zum Bewegen des Steuerkolbens außer Kraft gesetzt wird.
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In der vorstehenden Ausführungsform kann jede der Funktionen der Steuervorrichtung 50 des Arbeitsfahrzeugs 1 auch auf eine Vielzahl von Ausrüstungen verteilt sein. Beispielsweise können einige der Funktionen auch in einer Anzeige-Steuereinheit (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die der Anzeigevorrichtung 9 zur Verfügung gestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bagger (Arbeitsfahrzeug)
- 2
- Fahrkörper
- 3
- Schwenkkörper
- 4
- Schneide
- 5
- Arbeitsgerät
- 5A
- Ausleger
- 5B
- Stiel
- 5C
- Schaufel
- 6
- Bedienersitz
- 7
- Arbeitsgeräthebel
- 8
- Fahrhebel
- 9
- Anzeigevorrichtung
- 10
- Stützarm
- 11
- Stütze
- 12
- Überdachung
- 13
- Verriegelungshebel
- 20
- Hydrauliksystem
- 21
- Hydraulikpumpe
- 22
- Hauptventil
- 23
- Vorsteuerventil
- 24
- Verriegelungssolenoid
- 25
- Vorsteuerquellendruck-Erzeugungseinheit
- 26
- Arbeitsgerätzylinder
- 26A
- Auslegerzylinder
- 26B
- Stielzylinder
- 26C
- Schaufelzylinder
- 30
- Elektrisches System
- 31
- Antriebsbatterie
- 32
- Elektromotor
- 33
- Versorgungsschaltung
- 33A
- Schleifenschaltung
- 33B
- Schützschaltung
- 33C
- Schützschaltung
- 34
- Schlüsselschalter (Startschalter)
- 35
- Verriegelungshebelschalter
- 36
- Schaltelement
- 37
- Hilfsmaschinenbatterie
- 38
- Ausgabeeinheit
- 41
- Schütz
- 42
- Schütz
- 43
- Widerstand
- 44
- Spannungssensor
- 44A
- Spannungssensor
- 44B
- Spannungssensor
- 50
- Steuervorrichtung
- 51
- Schaltungssignal-Erfassungseinheit
- 52
- Schaltungszustands-Bestimmungseinheit
- 53
- Startsignal-Erfassungseinheit
- 54
- Startbetätigungs-Bestimmungseinheit
- 55
- Verrieglungssignal-Erfassungseinheit
- 56
- Verriegelungszustands-Bestimmungseinheit
- 57
- Halteeinheit
- 58
- Schaltungs-Steuerungseinheit
- 59
- Antriebsbefehlsvorrichtung
- 60
- Verriegelungsbefehlseinheit
- 61
- Antriebsbefehlsverarbeitungs-Bestimmungseinheit
- 61A
- Antriebsstoppverarbeitungs-Bestimmungseinheit
- 61B
- Antriebsstartverarbeitungs-Bestimmungseinheit
- 61C
- Antriebsbefehls-Entscheidungseinheit
- 63
- Erregungssignal-Erfassungseinheit
- 64
- Erregungszustand-Bestimmungseinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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