DE112021002525T5

DE112021002525T5 - Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112021002525T5
Application number: DE112021002525.2T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Hoshino; Yasushi Nakano; Tomoaki SUDO; Eiji Nakayama
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2023-04-13
Also published as: JPWO2021220704A1; JP7347660B2; WO2021220704A1; CN115516756A; US20230170831A1

Abstract

Es wird eine Arbeitsmaschine aufgezeigt, die in der Lage ist, deren Leistungsfähigkeit zu verbessern. Die Arbeitsmaschine ist ausgestattet mit Folgendem: einem Motor (14); einer ersten Stromversorgungseinheit (180), die mit einem Akku-Pack (5) verbunden ist und dem Motor (14) eine erhöhte Leistung zuführt; und einer zweiten Stromversorgungseinheit (130), die mit einer externen Wechselstromversorgung verbunden ist und dem Motor (14) eine erhöhte Leistung zuführt. Die Spannung und der Strom der ersten Stromversorgungseinheit (180) und die Spannung und der Strom der zweiten Stromversorgungseinheit (130) können durch eine Steuerschaltung (182) bzw. eine Steuerschaltung (136) variabel gesteuert werden. Die Steuerschaltungen (136, 182) steuern so, dass die von der jeweiligen ersten Stromversorgungseinheit (180) und der zweiten Stromversorgungseinheit (130) abgegebene Leistung kombiniert und dem Motor (14) zugeführt wird.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine, wie z.B. einen Luftkompressor.
STAND DER TECHNIK
Bisher sind Arbeitsmaschinen bekannt, die mit einer externen Wechselstromversorgung, wie z.B. einer handelsüblichen Stromversorgung, betrieben werden. Aufgrund von Kapazitätsbeschränkungen einer Sicherung gibt es eine Obergrenze für den von der Wechselstromversorgung gelieferten Stromwert.
Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2018-155 100 A
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Wenn der Antriebsstromwert eines Motors ansteigt und der Stromwert, der von einer Wechselstromversorgung eingegeben wird, sich einer oberen Grenze nähert, kann der Antriebsstromwert nicht mehr erhöht werden. Verbesserungen in Bezug auf die Leistungsfähigkeit Zielten also vorgenommen werden.
In Anbetracht des obigen Problems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Arbeitsmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, die Benutzbarkeit zu verbessern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine beinhaltet einen Motor, eine erste Stromversorgungseinheit, die mit einer Gleichstromversorgung verbunden ist, die die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erhöht und die erhöhte Ausgangsspannung an den Motor ausgibt, eine zweite Stromversorgungseinheit, die mit dem Motor parallel zu der ersten Stromversorgungseinheit elektrisch verbunden ist, mit einer externen Wechselstromversorgung verbunden ist, die die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung erhöht und die erhöhte Ausgangsspannung an den Motor ausgibt, und eine Steuerung, die die Erhöhungsbeträge der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit steuert, wobei die Steuerung die Erhöhungsbeträge der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der Leistungsausgang der ersten Stromversorgungseinheit und der Leistungsausgang der zweiten Stromversorgungseinheit kombiniert und dem Motor zugeführt werden und der Ausgangsspannungswert der ersten Stromversorgungseinheit größer wird als der Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit.
Die Arbeitsmaschine kann ferner eine erste Ausgangsstromerfassungseinheit beinhalten, die den Ausgangsstromwert der ersten Stromversorgungseinheit erfasst, wobei die Steuerung einen Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit auf der Grundlage des erfassten Werts der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit steuern kann.
Steuergerät kann den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuern, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit unter einen vorgegebenen ersten Stromschwellenwert fällt.
Die Arbeitsmaschine kann ferner eine erste Ausgangsspannungs-Detektionseinheit, die den Ausgangsspannungswert der ersten Stromversorgungseinheit detektiert, und eine zweite Ausgangsspannungs-Detektionseinheit, die den Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit detektiert, beinhalten, wobei die Steuerung den Erhöhungsbetrag der zweiten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der detektierte Wert der zweiten Ausgangsspannungs-Detektionseinheit mit einem vorbestimmten zweiten Spannungszielwert übereinstimmt, und den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der detektierte Wert der ersten Ausgangsspannungs-Detektionseinheit mit einem vorbestimmten ersten Spannungszielwert übereinstimmt, der größer als der zweite Spannungszielwert ist.
Die Steuerung kann den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuern, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit unter den ersten Stromschwellenwert fällt, während der erste Spannungszielwert festgelegt ist.
Die Arbeitsmaschine kann ferner eine Drehzahlerfassungseinheit, die eine Drehzahl des Motors erfasst, und eine Motorantriebsschaltung aufweisen, die zwischen die erste Stromversorgungseinheit und die zweite Stromversorgungseinheit und den Motor geschaltet ist und den Antrieb des Motors durch Ändern einer dem Motor zuzuführenden Leistung steuert, wobei die Steuerung in der Lage sein kann, eine Zieldrehzahl des Motors einzustellen, und die Motorantriebsschaltung so steuert, dass der erfasste Wert der Drehzahlerfassungseinheit der Zieldrehzahl entspricht.
Die Steuerung kann in der Lage sein, zwischen einem Unterstützungsmodus und einem Einzelmodus umzuschalten, wobei der Unterstützungsmodus ein Modus ist, in dem die Leistungsabgabe von der ersten Stromversorgungseinheit und die Leistungsabgabe von der zweiten Stromversorgungseinheit kombiniert und dem Motor zugeführt werden, und der Einzelmodus ein Modus ist, in dem die Leistungsabgabe von der zweiten Stromversorgungseinheit dem Motor zugeführt wird und keine Leistung von der ersten Stromversorgungseinheit zugeführt wird.
Die Steuerung kann die Ziel-Drehzahl im Unterstützungsmodus höher einstellen als die Ziel-Drehzahl im Einzelmodus.
Die erste Stromversorgungseinheit kann in der Lage sein, den Ausgangsspannungswert durch PAM-Steuerung zu ändern.
Die Arbeitsmaschine kann ferner eine erste Ausgangsspannungserfassungseinheit beinhalten, die den Ausgangsspannungswert der ersten Stromversorgungseinheit erfasst, wobei die Steuerung einen Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuern kann, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsspannungserfassungseinheit mit einem ersten Spannungszielwert übereinstimmt, den ersten Spannungszielwert so einstellen kann, dass er kleiner ist als ein vorbestimmter Unterstützungsschwellenwert in dem Fall, in dem der Ausgangsstromwert der Wechselstromversorgungseinheit kleiner ist als ein erster Stromwert, und den ersten Spannungszielwert so einstellen kann, dass er gleich oder größer ist als der Unterstützungsschwellenwert in dem Fall, in dem der Stromwert der Wechselstromversorgungseinheit gleich oder größer ist als der erste Stromwert.
Das Steuergerät kann in der Lage sein, den ersten Spannungszielwert in einem Bereich des Unterstützungsschwellenwerts oder mehr zu ändern, so dass die Leistungsabgabe von der ersten Stromversorgungseinheit und die Leistungsabgabe von der zweiten Stromversorgungseinheit kombiniert und dem Motor zugeführt werden.
Ein Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereich und ein Adapter können elektrisch miteinander verbunden sein, wobei der Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereich die zweite Stromversorgungseinheit beinhaltet, der Adapter außerhalb des Arbeitsmaschinen-Hauptkörpers Bereich vorgesehen ist, das Akku-Pack daran montierbar ist und die erste Stromversorgungseinheit beinhaltet.
Die Arbeitsmaschine kann ferner eine Leistungserfassungsschaltung beinhalten, die einen Zustand der durch die erste Stromversorgungseinheit und die zweite Stromversorgungseinheit fließenden Leistung erfasst, wobei die Steuerung einen ersten Zielwert, der ein Zielwert der Ausgangsspannung der ersten Stromversorgungseinheit ist, und einen zweiten Zielwert einstellen kann, der ein Zielwert der Ausgangsspannung der zweiten Stromversorgungseinheit ist, so dass die von der ersten Stromversorgungseinheit abgegebene Leistung und die von der zweiten Stromversorgungseinheit abgegebene Leistung kombiniert und dem Motor zugeführt werden, und die Steuerung den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert in Übereinstimmung mit dem erfassten Wert der Leistungserfassungsschaltung ändern kann.
Die Leistungserfassungsschaltung kann die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erfassen, und die Steuerung kann den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert stärker verringern, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kleiner ist als ein erster Schwellenwert, als wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist.
Die Steuerung kann die Ausgabe der ersten Stromversorgungseinheit stoppen, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert.
Es sei darauf hingewiesen, dass jede Kombination der oben beschriebenen Komponenten und Modifikationen von Ausdrücken in einem Verfahren, einem System und dergleichen der vorliegenden Erfindung auch als Aspekte der vorliegenden Erfindung als zur Erfindung gehörig betrachtet werden.
Effekt der Erfindung
Da es möglich ist, eine Batterie-Stromversorgung zusätzlich zu einer Wechselstrom-Stromversorgung zu verwenden, ist es mit einer Arbeitsmaschine nach der vorliegenden Erfindung möglich, die Leistungsfähigkeit der Arbeitsmaschine im Vergleich zu dem Fall, in dem die Wechselstrom-Stromversorgung allein verwendet wird, zu verbessern. Um zum Beispiel Arbeiten mit hoher Last durchzuführen, ist es notwendig, mit einem großen Strom umzugehen, aber der Strom, der gleich oder größer ist als im Stand der Technik, kann der Arbeitsmaschine zugeführt werden, indem sowohl die Wechselstromversorgung als auch die Batteriestromversorgung verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Luftkompressors zeigt, der eine erste Ausführungsform einer Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ist eine Vorderansicht desselben;
3 ist eine ebene Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2;
4 ist ein Schaltplan der ersten Ausführungsform;
5 ist ein Bild zur Veranschaulichung der Funktionsweise der ersten Ausführungsform, (A) ist ein Bild zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Motordrehzahl und den Ausgangsströmen der ersten und zweiten Erhöhungsschaltung, (B) ist ein Bild zur Veranschaulichung der Ein- und Ausschaltzeiten (EIN, AUS) eines Relais auf der Eingangsseite der ersten Erhöhungsschaltung, und (C) ist ein Bild zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den Ausgangsströmen der ersten und zweiten Erhöhungsschaltung;
6 ist ein Bild, das die Beziehung zwischen einer Akku-Pack-Innentemperatur, einer Akku-Pack-Ausgangsspannung und einem Erhöhungsbetrag einer ersten Stromversorgungseinheit darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform illustriert;
8 ist ein Flussdiagramm zu einem Relaisbetrieb in 4;
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Unterstützungssteuerung (PAM-Steuerung) einer ersten Stromversorgungseinheit 180 in der ersten Ausführungsform illustriert;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Luftkompressors zeigt, der eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine darstellt;
11 ist eine Vorderansicht desselben;
12 ist eine ebene Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 11;
13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Akkupaketmontagebereich zeigt, der auf einer Hauptgehäuseabdeckung eines Luftkompressors vorgesehen ist;
14A ist ein Gesamtschaltungsblockdiagramm der zweiten Ausführungsform;
14B ist ein vergrößertes Schaltungsblockdiagramm, das eine Hauptkörperschaltkreiseinheit zeigt, die in dem Luftkompressor im Gesamtschaltungsblockdiagramm enthalten ist;
14C ist ein vergrößertes Schaltkreisdiagramm, das einen Bereich mit einer Unterstützungsstromversorgungseinheit zeigt, wobei der Bereich eine Hilfskreisschaltungseinheit ist, die unter Verwendung eines Akku-Packs im Gesamtschaltkreisblockdiagramm eine Leistungsunterstützung durchführt.
14D ist ein vergrößertes Schaltkreisblockdiagramm, das einen Bereich mit einer Ladeeinheit in der Hilfskreisschaltungseinheit zeigt.
15 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb eines Luftkompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
16 ist ein Wellenformdiagramm, das die Beziehung zwischen einem Ausgang einer Unterstützungsstromversorgungseinheit-Treiberschaltung und einem zu einem Unterstützungsstromversorgungseinheit-Transformator fließenden Strom in dem Fall veranschaulicht, in dem erhöhte Spannungseinstellwerte (zweite Zielwerte), die Ausgangsspannungen einer Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 sind, PV1 und PV2 sind;
17 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
18 ist ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer dritten Ausführungsform;
19 ist ein Bild zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den Effektivspannungen er Ausgangsspannung (gleichstromseitige Erhöhungsspannung PVd) einer Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 und er Ausgangsspannung (wechselstromseitige Erhöhungsspannung PVa) einer Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 und den Effektivströmen einer gleichstromseitigen Stromaufnahme und einer wechselstromseitigen Stromaufnahme der Stromversorgung;
20 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb eines Luftkompressors gemäß der dritten Ausführungsform illustriert;
21 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs der Hauptsteuerung 40;
22 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise einer Sub-Steuerung 80;
23 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Hauptsteuerung 40 und der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 mit einem Erhöhungsspannungsregler 325 veranschaulicht, und
24 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Sub-Steuerung 80 und einer Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 mit einer Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden gleiche oder gleichwertige Bauteile, Elemente und dergleichen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, mit den gleichen Bezugsziffern und -zeichen bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung wird gegebenenfalls weggelassen. Die Ausführungsformen dienen der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung. Alle Merkmale und Kombinationen davon, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, sind nicht unbedingt notwendig für die Erfindung.
Nachfolgend wird ein Luftkompressor, der eine Ausführungsform einer Arbeitsmaschine ist, anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Ausführungsform 1
In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die den Gesamtaufbau eines Luftkompressors veranschaulicht. 2 ist eine Vorderansicht derselben, und 3 ist eine ebene Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt, beinhaltet ein Luftkompressor 1 einen Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 und einen Erhöhungsadapter 3, die beide über ein elektrisches Verbindungskabel 4B miteinander verbunden sind. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, können der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 und der Erhöhungsadapter 3 so konfiguriert sein, dass sie über einen Stecker lösbar verbunden sind. Der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 kann ein allgemeiner Luftkompressor sein, der mit einem handelsüblichen Wechselstromnetz (Wechselstrom 100 V) betrieben wird, wird aber der Einfachheit halber als „Luftkompressor-Hauptkörperbereich“ bezeichnet, um ihn von dem Luftkompressor 1 zu unterscheiden, der ein Konzept ist, das den Erhöhungsadapter 3 beinhaltet. Der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 beinhaltet eine Stromversorgungsleitung 4A zum Anschluss an eine Steckdose eines handelsüblichen Wechselstromnetzes.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, beinhaltet der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 eine Hauptgehäuseabdeckung 10, beidseitig daran angebrachte Transportgriffe 11, ein Paar parallele Lufttanks 12a und 12b zur Speicherung von Druckluft, eine Kompressoreinheit 13 (3), die von außen angesaugte Luft komprimiert und den Lufttanks 12a und 12b zuführt, und einen Motor 14 (3), der mit der Kompressoreinheit 13 verbunden ist und die Kompressoreinheit 13 antreibt. Die Kompressoreinheit 13 und der Motor 14 sind oberhalb des Paares der Lufttanks 12a und 12b angeordnet, so dass die axiale Richtung des Motors 14 im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Lufttanks 12a und 12b verläuft. Die Lufttanks 12a und 12b sind mit einem Fußbereich 15 versehen, um einen direkten Kontakt mit dem Boden zu verhindern und die Lufttanks 12a und 12b zu schützen.
Der Motor 14 ist beispielsweise ein Gleichstrommotor und ist so konfiguriert, dass die Drehgeschwindigkeit und dergleichen durch die Steuerung (z. B. PWM-Steuerung) einer Wechselrichtereinheit 33 als Motorantriebsschaltung in 4 gesteuert wird, die diese durch eine Steuerschaltung 136 mit Strom versorgt. Ein Benutzer kann Vorgänge wie das Ein- und Ausschalten der Stromversorgung des Luftkompressors 1, das Starten und Stoppen des Motors und das Umschalten eines Betriebsmodus durch eine Bedienfeldeinheit 19 durchführen. Außerdem werden auf der Bedienfeldeinheit 19 Warnungen wie z.B. für den Innendruck der Lufttanks und Überlast angezeigt.
Die Kompressoreinheit 13 setzt sich aus einer ersten, niederdruckseitigen Kompressoreinheit 17 und einer zweiten, hochdruckseitigen Kompressoreinheit 18 zusammen. Die niederdruckseitige Kompressoreinheit 17 der ersten Stufe und die hochdruckseitige Kompressoreinheit 18 der zweiten Stufe sind so angeordnet, dass sie sich durch ein Kurbelgehäuse 16 hindurch gegenüberstehen. Die erststufige niederdruckseitige Kompressoreinheit 17 komprimiert die durch das Innere des Kurbelgehäuses 16 angesaugte Außenluft (Atmosphärendruck) und leitet die komprimierte Luft über eine erststufige Druckleitung an die zweite hochdruckseitige Kompressoreinheit 18. Die hochdruckseitige Kompressoreinheit 18 der zweiten Stufe verdichtet die von der niederdruckseitigen Kompressoreinheit 17 der ersten Stufe zugeführte Druckluft auf einen zulässigen Maximaldruck von z.B. 3,0 bis 4,5 MPa und führt die Druckluft den Lufttanks 12a und 12b zu, die über eine Druckleitung der zweiten Stufe miteinander in Verbindung stehen.
Die Druckluft in den Lufttanks 12a und 12b wird durch die Dekompressionsventile 24a und 24b dekomprimiert und über die Kupplungen 27a und 27b nach außen abgeführt. Der Druck in der Nähe der Kupplungen 27a und 27b kann mit den Manometern 26a und 26b überwacht werden. Ein Druckluftwerkzeug, wie z. B. eine Nagelmaschine, ist über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schlauch mit jeder der Kupplungen 27a und 27b verbunden.
Der Druck auf den Ausgangsseiten der Dekompressionsventile 24a und 24b (der dem Druckluftwerkzeug zuzuführende Druck) kann durch die Druckeinstellglieder 23a und 23b eingestellt werden. Unabhängig von der Höhe des Drucks auf der Einlassseite der Druckluft zu den Lufttanks 12a und 12b kann der Druck auf den Seiten der Kupplungen 27a und 27b durch die Dekompressionsventile 24a und 24b auf einen festen Wert reduziert werden, der gleich oder kleiner als ein maximaler Druck ist. Das heißt, die Kupplungen 27a und 27b können Druckluft mit einem festen Druck erhalten, unabhängig vom Druck in den Lufttanks 12a und 12b. Es ist zu beachten, dass eine Ablassvorrichtung vorgesehen ist, um Wasser und die in den Lufttanks 12a und 12b angesammelte Druckluft nach außen abzulassen.
In der Schaltungsanordnung der 4 beinhaltet der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 einen Gleichrichter 31, eine zweite Stromversorgungseinheit 130, die Wechselrichtereinheit 33, den Motor 14 und einen Positionsdetektor 134, die Teile unterhalb einer virtuellen Linie X sind. Der Gleichrichter 31 richtet eine von einem handelsüblichen Wechselstromnetzteil 39 {Wechselstrom 100 V (z.B. ein maximaler Nennstrom von 15 A einer Steckdose)} gelieferte Wechselspannung gleich und liefert die gleichgerichtete Energie an die zweite Stromversorgungseinheit 130. Die zweite Stromversorgungseinheit 130 beinhaltet eine zweite Erhöhungs- oder Boosterschaltung 132, eine Steuerschaltung 136 und einen Stromdetektor 137. Der Gleichrichter 31, die zweite Stromversorgungseinheit 130, die Wechselrichtereinheit 33 und dergleichen sind in einem Gehäuseunterbringungsbereich 20 innerhalb der Hauptgehäuseabdeckung 10 in 3 untergebracht.
Die zweite Erhöhungsschaltung 132 beinhaltet eine Drosselspule 140, ein Schaltelement 141, dessen Ein- und Ausschalten (EIN, AUS) von der Steuerschaltung 136 gesteuert wird, eine Diode 142 und einen Kondensator 143. Die zweite Erhöhungsschaltung 132 speichert Energie in der Drosselspule 140, wenn das Schaltelement 141 eingeschaltet ist, überlagert die Energie mit er Eingangsstromversorgung (einem Ausgang des Gleichrichters 31), wenn das Schaltelement 141 ausgeschaltet ist, und gibt sie als erhöhte Ausgangsgleichspannung über die Diode 142 an beide Enden des Kondensators 143 ab. Hier wird die zweite Erhöhungsschaltung 132 so gesteuert, dass sie eine konstante Spannung aufweist, so dass die Ausgangsgleichspannung auf eine konstante Spannung eingestellt ist.
Der Stromdetektor 137 erfasst einen dem Motor 14 über die Wechselrichtereinheit 33 zugeführten Strom, d.h. einen Motorantriebsstrom, und gibt den erfassten Stromwert an die Steuerschaltung 136 aus. Der Positionsdetektor 134 erfasst eine Rotorpositionsinformation des Motors 14, d.h. die Motordrehzahl bzw. Motorumdrehungen pro Zeiteinheit, und gibt die erfasste Motordrehzahl an die Steuerschaltung 136 aus.
Wie in den 1 und 3 dargestellt, beinhaltet der Erhöhungsadapter 3 eine Vielzahl von Akkupaketmontagebereichen 45 an der Außenfläche des Außengehäuses 150. An jedem der Akkupaketmontagebereiche 45 kann ein Akku-Pack 5 abnehmbar befestigt werden. In dem in der Zeichnung dargestellten Fall ist das Akku-Pack 5 an dem Akkupaketmontagebereich 45 befestigt. Das Akku-Pack 5 besteht aus einem Gehäuse und Batterie- oder Akkuzellen, die in dem Gehäuse untergebracht sind. Bei der Akkuzelle kann es sich entweder um eine Primärbatterie oder eine Sekundärbatterie handeln. Als Akkuzelle kann eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, eine Lithium-Ionen-Polymer-Batterie, eine Nickel-Cadmium-Batterie und dergleichen verwendet werden. Der Akkupaketmontagebereich 45 beinhaltet einen Elektrodenanschluss, der mit einem Anschluss des Akku-Packs 5 verbunden ist.
Im Außengehäuse 150 des Erhöhungsadapters 3 sind eine Ladeeinheit 170, eine erste Stromversorgungseinheit 180 und eine Diode 185 vorgesehen, die in der Schaltungsanordnung von 4 Teile oberhalb der virtuellen Linie X sind. Die Ladeeinheit 170 beinhaltet einen Gleichrichter 171, der die vom Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 gelieferte Wechselspannung von 100 V aufnimmt und gleichrichtet, eine Ladeschaltung 172 zum Aufladen des Akku-Packs 5 und ein erstes Relais 173. Das Relais 173 übernimmt das Ein- und Ausschalten zur Verbindung zwischen der Ladeeinheit 170, dem Akku-Pack 5 und der ersten Stromversorgungseinheit 180.
Die erste Stromversorgungseinheit 180 beinhaltet eine erste Erhöhungsschaltung 181, eine Steuerschaltung 182, einen Stromdetektor 183, einen Kondensator 184, der an er Eingangsseite der ersten Erhöhungsschaltung 181 vorgesehen ist, und ein zweites Relais 186. Das zweite Relais 186 dient zum Ein- und Ausschalten der Verbindung zwischen der ersten Stromversorgungseinheit 180, dem Akku-Pack 5 und der Ladeeinheit 170.
Die erste Erhöhungsschaltung 181 beinhaltet Schaltelemente 198 und 199 im Gegentakt, die mit der Primärseite eines Aufwärtstransformators 187 verbunden sind, einen Vollwellengleichrichter 188 mit vier Dioden, der mit der Sekundärseite des Aufwärtstransformators 187 in Brückenschaltung verbunden ist, und einen Glättungskondensator 189 auf der Ausgangsseite davon. Die erste Erhöhungsschaltung 181 führt eine spannungsvariable Steuerung zum Erhöhen oder Verringern einer Gleichspannung an beiden Enden des Glättungskondensators 189 auf der Ausgangsseite durch Ändern eines Tastverhältnisses zum Zeitpunkt des abwechselnden Schaltens der Schaltelemente 198 und 199 durch die Steuerschaltung 182 durch. Mit anderen Worten kann der Motor 14 durch eine PAM-Steuerung zur Erhöhung oder Verringerung einer an die Wechselrichtereinheit 33 zu liefernden Spannung angetrieben werden.
Nachfolgend wird anhand der 5 bis 8 der Betrieb des Luftkompressors 1 mit dem an den Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 angeschlossenen Erhöhungsadapter 3 beschrieben.
Wenn die Stromversorgung des Luftkompressors 1 eingeschaltet wird, erhöht sich die Motordrehzahl auf einen vorgegebenen Einstellwert (z.B. 2.300 U/min), wie in 5(A) dargestellt. Die Druckluft wird in den Lufttanks 12a und 12b gespeichert, indem die Kompressoreinheit 13 durch die Drehung des Motors 14 mit einer konstanten Drehzahl angetrieben wird. Die Steuerung des Motors 14 mit einer konstanten Drehzahl erfolgt durch die Steuerung des Schaltelements 141 in der zweiten Erhöhungsschaltung 132 durch die Steuerschaltung 136 unter Verwendung des Werts der Motorumdrehungen pro Zeiteinheit, die vom Positionsdetektor 134 erfasst wird (die Ausgangsspannung der zweiten Erhöhungsschaltung 132 wird auf eine konstante Spannung geregelt). Da die Belastung des Motors 14 mit steigendem Druckluftdruck zunimmt, steigt ein der zweiten Erhöhungsschaltung 132 zugeführter Strom zum Drehen des Motors mit konstanter Drehzahl, d.h. ein vom Stromdetektor 137 erfasster Stromwert, im Wesentlichen linear an und erreicht einen Schwellenwert von 14,7 A. Da der maximale Nennstrom einer normalen Steckdose eines handelsüblichen 100 V Wechselstromnetzes 15 A beträgt, wird der Schwellenwert von 14. 7 A als geeigneter Wert von weniger als 15 A gewählt. Es ist zu beachten, dass die zweite Erhöhungsschaltung 132 eine Schaltungskonfiguration aufweist, die keinen Transformator verwendet, und es kann berücksichtigt werden, dass ein der zweiten Erhöhungsschaltung 132 zugeführter Strom = ein Ausgangsstrom der zweiten Erhöhungsschaltung 132 = der Motorantriebsstrom ist.
Nachdem der erfasste Stromwert den Schwellenwert von 14,7 A erreicht hat, wird die zweite Erhöhungsschaltung 132 von der Steuerschaltung 136 so gesteuert, dass der der zweiten Erhöhungsschaltung 132 zugeführte Strom den Schwellenwert nicht überschreitet. Wenn der Erhöhungsadapter 3 nicht angeschlossen ist, sinkt daher die Motordrehzahl allmählich, wie durch die gestrichelte Linie D angezeigt.
In der ersten Ausführungsform ist der Erhöhungsadapter 3 angeschlossen, das zweite Relais 186 wird zu einem Zeitpunkt eingeschaltet, zu dem die Motordrehzahl auf einen stabilen Zustand eingestellt ist, um die erste Erhöhungsschaltung 181 und das Akku-Pack 5 zu verbinden (das erste Relais 173 wird im ausgeschalteten Zustand gehalten), nachdem die Stromversorgung eingeschaltet wurde, wie in 5(B) dargestellt. Die Unterstützung des Erhöhungsadapters 3 wird dann gestartet, wenn die Steuerschaltung 136 der Steuerschaltung 182 mitteilt, dass der Schwellenwert von 14,7 A erreicht ist. Mit anderen Worten, der Ausgangsstrom der ersten Erhöhungsschaltung 181 wird zum Ausgangsstrom der zweiten Erhöhungsschaltung 132 addiert und der Wechselrichtereinheit 33 zugeführt, um die Drehung des Motors 14 auf einer konstanten Drehzahl zu halten. Die Steuerung der Drehung des Motors 14 mit konstanter Drehzahl erfolgt durch Übermittlung eines vom Positionsdetektor 134 erfassten Wertes der Drehzahl bzw. der Motorumdrehungen pro Zeiteinheit von der Steuerschaltung 136 an die Steuerschaltung 182 und Steuerung der Schaltelemente 198 und 199 in der ersten Erhöhungsschaltung 181 unter Verwendung des erfassten Wertes der Motordrehzahl. Selbst in einem Bereich, der den Schwellenwert von 14,7 A überschreitet, steigt der Ausgangsstrom der ersten Erhöhungsschaltung 181 zum Drehen des Motors mit konstanter Drehzahl bei zunehmender Belastung des Motors 14 im Wesentlichen linear an. Dadurch ist es möglich, auch bei steigendem Druck der Druckluft in den Lufttanks 12a und 12b und steigender Belastung des Motors 14 eine Verringerung der Drehzahl des Motors 14 zu verhindern und den Druck der Druckluft in den Lufttanks 12a und 12b schneller als im Stand der Technik auf den erforderlichen Druck zu bringen.
5(C) zeigt unabhängige Ausgangscharakteristiken der zweiten Erhöhungsschaltung 132 und der ersten Erhöhungsschaltung 181. Die zweite Erhöhungsschaltung 132 wird mit einer konstanten Spannung angesteuert, so dass sie eine feste Spannung (z. B. 350 V) ausgibt. Die erste Erhöhungsschaltung 181 erhöht die Ausgangsspannung allmählich, wenn die Belastung des Motors zunimmt (mit dem Verstreichen der Zeit nach dem Schwellenwert), um die PAM-Steuerung des Motors 14 über die Wechselrichtereinheit 33 durchzuführen. Da jedoch die erste Erhöhungsschaltung 181 über die Diode 185 parallel zur zweiten Erhöhungsschaltung 132 geschaltet ist, wird der Wechselrichtereinheit 33 ein Strom zugeführt, um den Mangel an Ausgangsstrom der zweiten Erhöhungsschaltung 132 im Bereich, der den Schwellenwert überschreitet, auszugleichen. Es ist zu beachten, dass die erste Stromversorgungseinheit 180 so konfiguriert sein kann, dass sie keine Unterstützung leistet, indem sie den Ausgangsspannungswert der ersten Erhöhungsschaltung 181 so einstellt, dass er kleiner ist als der Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit 130 in dem Fall, in dem der Stromwert der kommerziellen Wechselstromversorgung 39 kleiner ist als der Schwellenwert von 14,7 A, oder so konfiguriert sein kann, dass sie den Betrieb der ersten Erhöhungsschaltung 181 in dem Fall stoppt, in dem der Stromwert der kommerziellen Wechselstromversorgung 39 kleiner ist als der Schwellenwert von 14,7 A.
6 ist ein Bild, das den Zusammenhang zwischen der Innentemperatur und der Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 und dem Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit 180 zeigt. (Bereich I). Wenn die Innentemperatur 80°C oder mehr beträgt, wird das Erhöhen oder Boosten eingestellt. (Bereich II). Wenn die Innentemperatur weniger als 80°C beträgt, (1) 34 V oder mehr - bis zum Akku-Pack-Strom von maximal 25 A (max. 100%), (2) 30 V bis 34 V - bis zum Akku-Pack-Strom von maximal 20 A (max. 75%), (3) 28 V bis 30 V - bis zum Akku-Pack-Strom von maximal 16 A (max. 50%), und (4) 28 V oder weniger - wird das Erhöhen oder Boosten gestoppt. Die Ausgangsspannung des Akku-Packs wird jedoch erhöht, wenn der Erhöhungs-Betrag reduziert wird, aber der Erhöhungs-Betrag wird nicht erhöht.
7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb in der ersten Ausführungsform veranschaulicht, und 8 ist ein Flussdiagramm bezüglich des Betriebs des ersten und zweiten Relais 173 und 186 in 4. Es sei darauf hingewiesen, dass eine „Batterie“ in dem Flussdiagramm von 8 eine vereinfachte Darstellung des Akku-Packs 5 ist.
In 7 wird beim „Einschalten“ der Stromversorgung des Luftkompressors 1 in Schritt S1 festgestellt, ob „der Motor in Betrieb“ ist oder nicht. Nach dem Einschalten der Stromversorgung ist das Bestimmungsergebnis in Schritt S1 „NEIN“, bis der Motor in Betrieb ist, ein „Ladeflag H“ wird in Schritt S2 gesetzt, und ein „Flag L“ der ersten Erhöhungsschaltung bezüglich des zweiten Relais 186 auf der Eingangsseite der ersten Erhöhungsschaltung 181 wird in Schritt S3 gesetzt.
Parallel dazu wird in 8 bestimmt, ob „ein Ladeflag: L“ in Schritt #1 gesetzt ist, nachdem die Stromversorgung des Luftkompressors 1 „eingeschaltet“ ist, das Bestimmungsergebnis in Schritt #1 NEIN ist, wenn „ein Ladeflag H“ in Schritt S2 gesetzt ist, und das Akku-Pack 5 geladen wird. Das heißt, wenn die „Auswahl des Ladeakkus“ in Schritt #2 durchgeführt wird, „ein Relais des Ladeakkus eingeschaltet wird“ in Schritt #3, das erste Relais 173 auf der Ausgangsseite der Ladeeinheit 170 eingeschaltet wird, und die Verbindung im Relais für jedes Akku-Packs ein- oder ausgeschaltet werden kann, wird das Relais des ausgewählten Akku-Packs eingeschaltet. Zusätzlich wird eine entsprechende „Ladesteuerung“ durchgeführt, so dass das Akku-Pack 5 in Schritt #4 vollständig geladen wird.
Wenn ein Motorstartvorgang des Luftkompressors 1 durchgeführt wird, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt S1 in 7 JA, „ein Ladeflag: L“ wird in Schritt S4 gesetzt, und „ein erstes Erhöhungsschaltrelais-Flag: H“ wird in Schritt S5 gesetzt.
Wenn „das Ladeflag: L“ in Schritt S4 gesetzt wird, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt #1 in 8 JA, und „alle Relais auf der Seite der Ladeeinheit werden ausgeschaltet“ in Schritt #5. Das heißt, das erste Relais 173 wird ausgeschaltet, und das Akku-Pack 5 wird von der Ladeeinheit 170 getrennt. Dann wird in Schritt #6 „eine erste Erhöhungsschaltung Relaisflag: H“ ermittelt. Falls das Ergebnis der Ermittlung JA ist, wird in Schritt #7 die „Auswahl eines zu verwendenden Akkus“ durchgeführt und in Schritt #8 „ein Relais des zu verwendenden Akkus eingeschaltet“. Das heißt, das zu verwendende Akku-Pack 5 wird als Gleichstromversorgung an die erste Erhöhungsschaltung 181 angeschlossen. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt #6 NEIN ist, „alle Relais auf einer ersten Erhöhungsschaltungsseite ausgeschaltet werden“ in Schritt #9, d.h., der Betrieb kehrt zu einem aufladbaren Zustand zurück und kehrt zu Schritt #1 zurück.
In 7 wird nach Schritt S5 in Schritt S6 festgestellt, ob „die aktuelle Drehzahl des Motors 14 < eine Zieldrehzahl - 50 U/min“ ist oder nicht. Unmittelbar nach dem Anfahren des Motors ist das Ermittlungsergebnis JA, und es wird in Schritt S7 ermittelt, ob „der Strom der zweiten Erhöhungsschaltung gleich oder größer als 14,7 A ist“. Das Bestimmungsergebnis ist NEIN, „ein Hilfsflag: L“ in Schritt S8 gesetzt, „eine Zieldrehzahl der zweiten Erhöhungsschaltung erhöht“ in Schritt S9, und der Vorgang kehrt zu Schritt S1 zurück.
Wenn „ein Hilfsflag: L“ in Schritt S8 gesetzt wird, wird ein Ergebnis der Bestimmung, ob „das Hilfsflag: H“ in Schritt #10 in 8 gesetzt ist, ist ein NEIN, und der Vorgang kehrt zu Schritt #1 zurück. In diesem Zustand wird ein Erhöhungsvorgang der ersten Stromversorgungseinheit 180 nicht durchgeführt (Erhöhungs-Betrag:0).
Wenn die Drehung des Motors 14 fortgesetzt wird und der Druck der Druckluft in den Lufttanks 12a und 12b ansteigt, erhöht sich die Belastung des Motors 14, das Ergebnis der Bestimmung bezüglich „der Stromwert der zweiten Erhöhungsschaltung ist gleich oder größer als 14,7 A“ in Schritt S7 ist JA, „ein Hilfsflag: H“ wird in Schritt S10 gesetzt, „ein Zielstromwert der ersten Erhöhungsschaltung wird erhöht“ in Schritt S11, und der Vorgang kehrt zu Schritt S1 zurück. Somit erhöht sich der Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit 180 immer dann, wenn die Schritte S6, S7, S10 und S11 ausgeführt werden. Der Erhöhungsbetrag hat jedoch eine Obergrenze, wie in 6 beschrieben.
Wenn der Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit 180 zunimmt, erhöht sich die Motordrehzahl, das Bestimmungsergebnis in Schritt S6 ist NEIN, und es wird in Schritt S12 bestimmt, ob „die aktuelle Drehzahl > eine Zieldrehzahl +50 U/min“ ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis NEIN ist, liegt die aktuelle Drehzahl im Bereich der Zieldrehzahl ±50 U/min, und der Vorgang kehrt zu Schritt S1 zurück. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S12 JA ist, wird in Schritt S13 bestimmt, ob „ein Hilfsflag: H“ gesetzt ist. Wenn das Bestimmungsergebnis JA ist, wird in Schritt S14 „der Zielstromwert der ersten Erhöhungsschaltung verringert“, und der Vorgang kehrt zu Schritt S1 zurück. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S13 NEIN ist, wird „der Zielstromwert der zweiten Erhöhungsschaltung verringert“.
In 8 wird, nachdem in Schritt #8 „ein Relais einer zu verwendenden Batterie eingeschaltet wird“, in Schritt #10 bestimmt, ob „ein Hilfsflag: H“ gesetzt ist. Wenn das Bestimmungsergebnis „NEIN“ ist, kehrt der Vorgang zu Schritt 1 zurück, aber wenn das Bestimmungsergebnis „JA“ ist, wird die „Konstantstromregelung“ der zweiten Stromversorgungseinheit 130 in Schritt 11 durchgeführt.
Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in dem Druckluft in den Lufttanks 12a und 12b verwendet wird und der Innendruck der Tanks abnimmt, die Last auf den Motor 14 abnimmt, die Motordrehzahl zunimmt und das Bestimmungsergebnis in Schritt S6 NEIN ist. Ferner wird in dem Prozess, in dem der Antriebsstromwert des Motors 14 abnimmt (ein Prozess, in dem die Last auf dem Motor abnimmt) aufgrund der Prozesse der Schritte S 12, S 13, S 14 und S 15 bevorzugt veranlasst, dass ein von der ersten Stromversorgungseinheit 180 an den Motor 14 auszugebender Stromwert kleiner ist als ein von der zweiten Stromversorgungseinheit 130 an den Motor 14 auszugebender Stromwert.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Unterstützungssteuerung (PAM-Steuerung) der ersten Stromversorgungseinheit 180 zeigt. Nachdem der Betrieb gestartet wurde, bestimmen die Steuerschaltungen 136 und 182 in Schritt S20, ob die Unterstützungssteuerung gestartet werden Ziel oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S20 „NEIN“ ist, wird ein Zielspannungswert der ersten Erhöhungsschaltung 181 in Schritt S21 so eingestellt, dass er kleiner als ein Unterstützungsschwellenwert Vth (zweite Erhöhungsschaltungsausgangsspannung: 350 V) ist, und der Betrieb kehrt zu Schritt S20 zurück. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S20 JA ist, wird der Zielspannungswert in Schritt S22 auf gleich oder größer als der Unterstützungsschwellenwert Vth gesetzt, und es wird in Schritt S23 bestimmt, ob ein Ausgangsspannungseffektivwert der ersten Erhöhungsschaltung 181 kleiner als der Zielspannungswert ist oder nicht. Um eine PAM-Steuerung des Motors 14 über die Wechselrichtereinheit 33 durchzuführen, wird dann, wenn der Ausgangsspannungseffektivwert der ersten Erhöhungsschaltung 181 kleiner als der Zielspannungswert ist, in Schritt S23 das Bestimmungsergebnis JA ermittelt, und in Schritt S24 werden die Leistungen der Schaltelemente 198 und 199 der ersten Erhöhungsschaltung 181 erhöht. Danach wird in Schritt S26 bestimmt, ob die Unterstützungssteuerung beendet werden Ziel oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S23 NEIN ist, werden die Aufgaben der Schaltelemente 198 und 199 der ersten Erhöhungsschaltung 181 in Schritt S25 verringert, und es wird in Schritt S26 bestimmt, ob die Unterstützungssteuerung angehalten wird oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S26 JA ist, wird die Unterstützungssteuerung gestoppt, und der Vorgang kehrt zu Schritt S20 zurück. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S26 NEIN ist, wird die Unterstützungssteuerung fortgesetzt, und der Vorgang kehrt zu Schritt S23 zurück.
Im Ablauf des Flussdiagramms in 9 werden die Aufgaben der Schaltelemente durch einen Ausgangsspannungseffektivwert rückgekoppelt. Ein Zielspannungswert kann beliebig eingestellt werden, und ein Leistungsunterstützungsbetrieb kann flexibel ausgeführt werden. Ferner wird in dem Bereich, in dem der Zielspannungswert in Schritt S22 auf den Unterstützungsschwellenwert Vth oder größer eingestellt wird, der Zielspannungswert gemäß der tatsächlichen Motordrehzahl und dem Laststrom oder der verstrichenen Zeit nach Beginn der Unterstützung bestimmt.
Gemäß der ersten Ausführungsform können die folgenden Effekte erzielt werden:

(1) Der Luftkompressor 1 als Arbeitsmaschine ist mit der ersten Stromversorgungseinheit 180 versehen, die mit dem Akku-Pack 5 verbunden ist und den Motor 14 mit Strom versorgen kann, abgesehen von der zweiten Stromversorgungseinheit 130, die mit dem Wechselstromnetz betrieben wird und den Motor 14 mit Strom versorgt. Somit kann der von der ersten Stromversorgungseinheit 180 gelieferte Strom zu dem von der zweiten Stromversorgungseinheit 130 an den Motor 14 gelieferten Strom addiert werden. Darüber hinaus passt die erste Stromversorgungseinheit 180 den Ausgangsspannungswert des Akku-Packs 5 in Übereinstimmung mit dem Stromwert der Wechselstrom-Stromversorgung an und gibt den angepassten Ausgangsspannungswert an den Motor 14 aus, so dass die von der ersten Stromversorgungseinheit 180 an den Motor 14 gelieferte Leistung angemessen gesteuert werden kann. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Luftkompressors 1 und insbesondere der Effizienz der Luftkompressionsarbeit zu erreichen.
(2) Da die erste Stromversorgungseinheit 180 die erste Erhöhungsschaltung 181 beinhaltet und die zweite Stromversorgungseinheit 130 die zweite Erhöhungsschaltung 132 beinhaltet, kann der Motor 14 mit einer hohen Spannung von beispielsweise etwa 350 V betrieben werden, und es ist einfach, den Motor 14 im Vergleich zum Betrieb mit niedriger Spannung effizient mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben.
(3) Die erste Stromversorgungseinheit 180 enthält die erste Erhöhungsschaltung 181, der Ausgangsspannungswert kann durch die PAM-Steuerung geändert werden, und Strom kann von der ersten Stromversorgungseinheit 180 nur bei Bedarf an den Motor 14 geliefert werden. Zum Beispiel kann die erste Stromversorgungseinheit 180 eine Steuerung durchführen, um den Ausgangsspannungswert so einzustellen, dass er kleiner ist als der Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit 130 der Konstantspannungssteuerung in dem Fall, in dem der Stromwert der Wechselstrom-Stromversorgung kleiner ist als ein erster Stromwert (14,7 A, der geringfügig kleiner als 15 A ist, was ein maximaler Nennstrom einer handelsüblichen Netzsteckdose von Wechselstrom 100 V ist), und Einstellen des Ausgangsspannungswerts auf gleich oder größer als den Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit 130 in dem Fall, in dem der Stromwert der Wechselstrom-Stromversorgung gleich oder größer als der erste Stromwert ist. Darüber hinaus kann die erste Stromversorgungseinheit 180 eine Steuerung zum allmählichen Erhöhen des Ausgangsspannungswerts durchführen, wenn die Last am Motor 14 zunimmt, und kann den Motor 14 auch mit einer konstanten Geschwindigkeit betreiben.
(4) Die erste Stromversorgungseinheit 180 kann einen zulässigen Maximalwert eines Eingangsstroms vom Akku-Pack 5 an sich selbst kontinuierlich oder schrittweise mit einer Abnahme der Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 reduzieren und einen entsprechenden Schutz des Akku-Packs 5 erreichen.
(5) Da der Luftkompressor 1 eine Ladeschaltung 72 aufweist, die das Akku-Pack 5 unter Verwendung einer Wechselstromversorgung auflädt, kann die Ladeschaltung 72 das Akku-Pack 5 auch dann aufladen, wenn die erste Stromversorgungseinheit 180 keinen Strom liefert.
(6) In einem Verfahren, in dem der Antriebsstromwert des Motors 14 verringert wird, kann der Ausgangsstromwert von der ersten Stromversorgungseinheit 81 zum Motor 14 vorzugsweise gegenüber dem Ausgangsstromwert von der zweiten Stromversorgungseinheit 130 zum Motor 14 verringert werden, und somit ist es möglich, den Verbrauch des Akku-Packs 5, der die Stromversorgung der ersten Stromversorgungseinheit 81 darstellt, zu verringern.
(7) Bei einem Aufbau, bei dem der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 als Arbeitsmaschinen-Hauptkörperbereich einschließlich der zweiten Stromversorgungseinheit 130 und der außerhalb des Luftkompressor-Hauptkörperbereichs 2 vorgesehene Erhöhungsadapter 3 einschließlich der ersten Stromversorgungseinheit 180 durch das Kabel 4B miteinander verbunden sind, kann der vorhandene Luftkompressor als Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 verwendet werden, und der Einsatzbereich ist groß.

Es ist zu beachten, dass ein Teil oder die Gesamtheit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform mit den folgenden Ergänzungen beschrieben werden können, aber nicht auf die folgenden beschränkt ist.
(Ergänzung 1)
Eine Arbeitsmaschine, die Folgendes aufweist:

einen Motor;
eine erste Stromversorgungseinheit, die mit einem Akku-Pack verbunden ist und den Motor mit Strom versorgt; und
eine zweite Stromversorgungseinheit, die mit einer externen Wechselstromversorgung verbunden ist und den Motor mit Strom versorgt,
wobei die erste Stromversorgungseinheit den Ausgangsspannungswert des Akku-Packs in Übereinstimmung mit dem Stromwert der Wechselstrom-Stromversorgung einstellt und den eingestellten Ausgangsspannungswert an den Motor ausgibt.

(Ergänzung 2)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 1, wobei die erste Stromversorgungseinheit eine Erhöhungsschaltung enthält und in der Lage ist, den Ausgangsspannungswert durch PAM-Steuerung zu verändern.
(Ergänzung 3)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 1 oder 2, wobei die erste Stromversorgungseinheit den Ausgangsspannungswert so einstellt, dass er kleiner als der Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit ist, wenn der Stromwert der Wechselstromversorgung kleiner als ein erster Stromwert ist, und den Ausgangsspannungswert so einstellt, dass er gleich oder größer als der Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit ist, wenn der Stromwert der Wechselstromversorgung gleich oder größer als der erste Stromwert ist.
(Ergänzung 4)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 3, wobei die zweite Stromversorgungseinheit eine Erhöhungsschaltung enthält, die eine vorbestimmte konstante Spannung ausgibt.
(Ergänzung 5)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 4, wobei die vorgegebene konstante Spannung 350 V beträgt.
(Ergänzung 6)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 3 bis 5, wobei der erste Stromwert 14,7 A beträgt.
(Ergänzung 7)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 1 bis 6, wobei die erste Stromversorgungseinheit den Ausgangsstromwert allmählich erhöht, wenn die Last auf den Motor zunimmt.
(Ergänzung 8)
Eine Arbeitsmaschine, die Folgendes aufweist:

einen Motor;
eine erste Stromversorgungseinheit, die mit einem Akku-Pack verbunden ist und den Motor mit Strom versorgt; und
eine zweite Stromversorgungseinheit, die mit einer externen Wechselstromversorgung verbunden ist und den Motor mit Strom versorgt,
wobei dann, wenn der von der Wechselstromversorgung gelieferter Stromwert ansteigt und einen vorbestimmten Wert in einem Prozess erreicht, in dem der Antriebsstromwert des Motors ansteigt, ein von der ersten Stromversorgungseinheit an den Motor auszugebender Stromwert danach mit Vorzug gegenüber einem von der zweiten Stromversorgungseinheit an den Motor auszugebenden Stromwert erhöht wird.

(Ergänzung 9)
Eine Arbeitsmaschine, die Folgendes aufweist:

einen Motor;
eine erste Stromversorgungseinheit, die mit einem Akku-Pack verbunden ist und den Motor mit Strom versorgt; und
eine zweite Stromversorgungseinheit, die mit einer externen Wechselstromversorgung verbunden ist und den Motor mit Strom versorgt,
wobei dann, wenn ein von der Wechselstromversorgung zugeführter Stromwert ansteigt und einen vorbestimmten Wert erreicht, die erste Stromversorgungseinheit einen an den Motor auszugebenden Stromwert erhöht, so dass der zugeführte Stromwert nicht ansteigt.

(Ergänzung 10)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 8 oder 9, wobei in einem Prozess, in dem der zugeführte Stromwert ansteigt, die erste Stromversorgungseinheit die Stromzufuhr zum Motor während eines Zeitraums stoppt, bevor der zugeführte Stromwert den vorbestimmten Wert erreicht.
(Ergänzung 11)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 8 bis 10, wobei, nachdem der zugeführte Stromwert ansteigt und den vorbestimmten Wert in einem Prozess erreicht, in dem der Antriebsstromwert des Motors ansteigt, die erste Stromversorgungseinheit den an den Motor auszugebenden Stromwert erhöht und den Motor mit einer konstanten Drehzahl antreibt.
(Ergänzung 12)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 8 bis 11, wobei die erste Stromversorgungseinheit eine Erhöhungsschaltung enthält und einen an den Motor auszugebenden Stromwert unter der Steuerung der Erhöhungsschaltung ändert.
(Ergänzung 13)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 8 bis 12, wobei die erste Stromversorgungseinheit einen zulässigen Maximalwert eines vom Akku-Pack an sie selbst abzugebenden Stroms kontinuierlich oder schrittweise reduziert, wenn die Ausgangsspannung des Akku-Packs abnimmt.
(Ergänzung 14)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 8 bis 13, wobei bei einem Vorgang, bei dem der Antriebsstromwert des Motors abnimmt, der von der ersten Stromversorgungseinheit an den Motor abzugebende Stromwert vorzugsweise gegenüber dem von der zweiten Stromversorgungseinheit an den Motor abzugebenden Stromwert verringert wird.
(Ergänzung 15)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 8 bis 14, wobei ein Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereich und ein Adapter elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereich die zweite Stromversorgungseinheit enthält, der Adapter außerhalb des Arbeitsmaschinen-Hauptkörpers Bereichs vorgesehen ist, das Akku-Pack darauf montierbar ist und die erste Stromversorgungseinheit enthält.
Ausführungsform 2
10 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform, die die Gesamtkonfiguration eines Luftkompressors veranschaulicht, 11 ist eine Vorderansicht desselben, und 12 ist eine ebene Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 11. Wie in diesen Bilden dargestellt, wird der Luftkompressor 1 mit einer handelsüblichen Wechselstromversorgung (Wechselstromversorgung 100 V) betrieben und beinhaltet eine Stromversorgungsleitung 4A und einen Stecker (in der Zeichnung nicht dargestellt) zum Anschluss an eine Steckdose einer handelsüblichen Stromversorgung. Darüber hinaus ist der Luftkompressor 1 für einen unterstützenden Betrieb mit einer Batteriestromversorgung geeignet und beinhaltet mehrere Akkupaketmontagebereiche 45 an der Außenfläche einer Hauptgehäuseabdeckung 10, wie in 13 dargestellt. An jedem der Akkupaketmontagebereiche 45 kann ein als Gleichstromversorgung dienendes Akku-Packs 5 abnehmbar befestigt werden. In dem in der Zeichnung dargestellten Fall ist das Akku-Pack 5 an einem Akkupaketmontagebereich 45 angebracht.
Der Luftkompressor 1 beinhaltet eine Hauptgehäuseabdeckung 10, Transportgriffe 11, die an beiden Seiten der Hauptgehäuseabdeckung vorgesehen sind, ein Paar parallel angeordnete Lufttanks 12a und 12b, die Druckluft speichern, eine Kompressoreinheit 13 (12), die von außen angesaugte Luft komprimiert und die Druckluft den Lufttanks 12a und 12b zuführt, und einen Motor 14 (12), der mit der Kompressoreinheit 13 verbunden ist und die Kompressoreinheit 13 antreibt. Der Motor 14 ist beispielsweise ein Gleichstrommotor, und die Drehgeschwindigkeit und dergleichen des Motors 14 werden durch Steuerung (beispielsweise PWM-Steuerung) einer Wechselrichtereinheit 33 gesteuert, die in den 14A und 14B als Motorantriebsschaltung dient, die den Motor 14 durch eine Hauptsteuerung 40 mit Strom versorgt (eine Steuerschaltung wie eine CPU ist enthalten). Ein Benutzer kann Vorgänge wie das Ein-/Ausschalten (EIN/AUS) der Stromversorgung des Luftkompressors 1, das Starten und Stoppen des Motors und das Umschalten eines Betriebsmodus über eine Bedienfeldeinheit 19 durchführen. Außerdem werden auf der Bedienfeldeinheit 19 Warnmeldungen wie der Innendruck der Lufttanks und Überlast angezeigt.
Die Konfiguration der Kompressoreinheit 13 ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Die Kompressoreinheit 13 komprimiert Luft auf einen zulässigen Maximaldruck von 3,0 bis 4,5 MPa und liefert die komprimierte Luft an die miteinander kommunizierenden Lufttanks 12a und 12b. Die Druckluft in den Lufttanks 12a und 12b wird durch die Dekompressionsventile 24a und 24b dekomprimiert und über die Kupplungen 27a und 27b nach außen abgeführt.
14A ist ein Gesamtschaltkreisblockdiagramm des Luftkompressors 1, 14B ist ein Schaltkreisblockdiagramm, das eine Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 zeigt, die inhärent in dem Luftkompressor 1 in dem Gesamtschaltkreisblockdiagramm enthalten ist. 14C ist ein Schaltkreisblockdiagramm, das einen Bereich mit Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B in dem Gesamtschaltkreisblockdiagramm zeigt, wobei der Bereich eine Hilfskreisschaltungseinheit 300 ist, die eine Leistungsunterstützung unter Verwendung eines Akku-Packs durchführt. 14D ist ein Schaltkreisblockdiagramm, das einen Bereich mit einer Ladeeinheit 70 in der Hilfskreisschaltungseinheit veranschaulicht. Wie in der Gesamtschaltungskonfiguration in 14A dargestellt, beinhaltet der Luftkompressor 1 den Motor 14 zum Drehen der Kompressoreinheit 13, um Druckluft in die Lufttanks 12a und 12b zu übertragen, und beinhaltet die Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 zum Antreiben des Motors 14 unter Verwendung einer handelsüblichen Wechselstromversorgung 39, die eine externe Wechselstromversorgung ist, und die Hilfskreisschaltungseinheit 300 zur Leistungsunterstützung unter Verwendung eines Akku-Packs.
Wie in den 14A und 14B dargestellt, beinhaltet die Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 eine Gleichrichtereinheit 31, eine Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32, die Wechselrichtereinheit 33 und die Hauptsteuerung 40 zur Steuerung der Wechselrichtereinheit 33, um den Motor 14 anzutreiben, indem sie von der handelsüblichen Wechselstromversorgung 39 (Wechselstrom 100V: z.B. ein maximaler Nennstrom von 15 A einer Steckdose), die eine externe Wechselstromversorgung ist, mit Strom versorgt wird. Zwischen dem handelsüblichen Wechselstromnetzteil 39 und der Gleichrichtereinheit 31 ist ein Rauschfilter 34 eingefügt, und ein Glättungskondensator 35 ist an eine Gleichrichterausgangsseite der Gleichrichtereinheit 31 angeschlossen. Der von der Wechselstromversorgung 39 gelieferte Wechselstrom wird von der Gleichrichtereinheit 31 gleichgerichtet, und der durch den Glättungskondensator 35 geglättete Gleichstrom wird der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 zugeführt. Ein Stromerfassungswiderstand 36 ist in eine Verbindungsleitung zwischen der Gleichrichtereinheit 31 und der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 eingefügt, und eine Lastwechselstromerfassungseinheit 37 erfasst (überwacht) den Lastwechselstrom über den Spannungsabfall am Stromerfassungswiderstand 36 und gibt der Lastwechselstromerfassungssignal an die Hauptsteuerung 40 aus. Die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 enthält eine Erhöhungsschaltung wie z.B. einen Gleichspannungswandler. Die hier erhöhte Gleichspannung wird über die Wechselrichtereinheit 33 dem Motor 14 zugeführt. Die Gleichrichtereinheit 31, die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 und der Glättungskondensator 35 sind Beispiele für eine zweite Stromversorgungseinheit.
Die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 ist ein Gleichspannungswandler vom Chopper-Typ mit einer Drosselspule 321, einem Schaltelement 322, einer Diode 323 und einem Kondensator 324 in dem in der Zeichnung dargestellten Fall und enthält einen Erhöhungsspannungsregler 325, der den Schaltvorgang des Schaltelements 322 steuert. Eine Erhöhungsspannungserkennungseinheit 38 ist an einer Erhöhungsausgangsseite der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 vorgesehen.
Der Hauptsteuerung 40 werden von der Erhöhungsspannungserkennungseinheit 38 ein Erhöhungsspannungsüberwachungssignal, ein Rotationserfassungssignal eines Rotationssensors 41, der die Rotation des Motors 14 erfasst, und ein Druckerfassungssignal eines Drucksensors 42, der den Druck der Lufttanks 12a und 12b erfasst, zugeführt. Die Hauptsteuerung 40 gibt ein Steuersignal für eine erhöhte Spannung an die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 (Erhöhungsspannungsregler 325) aus, gibt ein Wechselrichtersteuersignal an die Wechselrichtereinheit 33 aus und liefert durch die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 erhöhten Gleichstrom an den Motor 14 über die Wechselrichtereinheit 33, um die dem Motor 14 zugeführte Leistung zu ändern, z. B. durch PWM-Steuerung oder ähnliches, und eine Rotationssteuerung des Motors 14 durchzuführen. Die Hauptsteuerung 40 kann eine Ziel-Drehzahl des Motors 14 vorgeben und steuert die Wechselrichtereinheit 33 so, dass ein vom Rotationssensor 41 erfasster Drehzahlwert mit der Ziel-Drehzahl übereinstimmt. Die Kompressoreinheit 13 wird durch den Motor 14 in Drehung versetzt, und die aus der Kompressoreinheit 13 ausgestoßene Luft wird zu den Lufttanks 12a und 12b geleitet.
Die Bedienfeldeinheit 19 beinhaltet ein Anzeigefeld 191 (Warnungen wie der Innendruck der Lufttanks und Überlast werden angezeigt), eine Betriebstaste 192 zum Ein- und Ausschalten (EIN, AUS) der Stromversorgung, eine Ladetaste 193 zur Erteilung eines Befehls zum Laden des Akku-Packs, eine Betriebsartumschalttaste 194 zur Erteilung eines Befehls zum Umschalten der Betriebsart und eine Hilfstaste 195 zur Erteilung eines Befehls zur Leistungsunterstützung unter Verwendung des Akku-Packs 5 und ist mit einer Schalttafelsteuerung 190 zur Steuerung dieser Komponenten versehen. Die Schalttafelsteuerung 190 ist über eine Kommunikationsschaltung 197 mit der Hauptsteuerung 40 verbunden.
Es ist zu beachten, dass eine Stromkreis-Stromversorgungseinheit 90 vorgesehen ist, um eine stabilisierte Gleichspannung an die Hauptsteuerung 40, die Bedienfeldeinheit 19, die Kommunikationsschaltung 197 und dergleichen zu liefern. Die Stromkreis-Stromversorgungseinheit 90 liefert eine Versorgungsspannung Vcc(A) an die Hauptsteuerung 40 und dergleichen unter Verwendung des Gleichstromausgangs der Gleichrichtereinheit 31 und liefert eine Versorgungsspannung Vcc(C) an die Schalttafelsteuerung 190, die Kommunikationsschaltung 197 und dergleichen. Die Stromkreis-Stromversorgungseinheit 90 beinhaltet einen Abwärtstransformator 91 mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen, ein Schaltelement 92, das die Primärseite des Transformators schaltet, eine Stromkreis-Stromversorgungs-Treiberschaltung 93, die ein Treibersignal an das Schaltelement 92 ausgibt, sowie Gleichrichter- und Glättungsschaltungen 94 bzw. 95 für die beiden Sekundärwicklungen. Die Ausgangsgleichspannung der Gleichricht- und Glättungsschaltung 94 wird der Hauptsteuerung 40 und dergleichen als Vcc(A) zugeführt, und die Ausgangsgleichspannung der Gleichricht- und Glättungsschaltung 95 wird der Schalttafelsteuerung 190, der Kommunikationsschaltung 197 und dergleichen als Vcc(C) zugeführt.
Wie in den 14A, 14C und 14D dargestellt, beinhaltet die Hilfskreisschaltungseinheit 300 Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B zur Durchführung der Antriebsunterstützung des Motors 14 mit einer Batteriestromversorgung (Gleichstromversorgung), eine Ladeeinheit 70 zum Laden des als Batteriestromversorgung dienenden Akku-Packs 5, eine Sub-Steuerung 80, eine Stromkreis-Stromversorgungseinheit 110 und eine Kommunikationsschaltung 100. Die Sub-Steuerung 80 ist so konfiguriert, dass sie eine Steuerschaltung, wie z. B. eine CPU, enthält, und steuert den Betrieb der Hilfs-Stromversorgungseinheiten 50A und 50B und der Ladeeinheit 70 in Verbindung mit der Hauptsteuerung 40. Die Stromkreis-Stromversorgungseinheit 110 liefert eine stabilisierte Gleichspannung an die Sub-Steuerung 80, die Kommunikationsschaltung 100 und dergleichen. Die Kommunikationsschaltung 100 bildet eine galvanisch getrennte Kommunikationsleitung zwischen der Hauptsteuerung 40 und der Sub-Steuerung 80. Die Hilfskreisschaltungseinheit 300 ist z.B. in einem Gehäuseunterbringungsbereich 20 in der Hauptgehäuseabdeckung 10 in 12 untergebracht. Darüber hinaus können die Hauptsteuerung 40 und die Sub-Steuerung 80 als eine einzige Steuerung integriert sein.
Ein Akku-Pack 5-A ist mit einem Anschluss 45A des einen Akkupaketmontagebereichs 45 verbunden, und ein Akku-Pack 5-B ist mit einem Anschluss 45B des anderen Akkupaketmontagebereichs 45 verbunden. In den Akku-Packs 5-A und 5-B sind jeweils Batteriespannungserkennungseinheiten 46 vorgesehen, um die Akku-Pack-Spannungen der an den Anschlussanschlüssen 45A und 45B angeschlossenen Akku-Packs 5-A und 5-B zu erfassen. Die Akku-Pack-Spannungserkennungssignale der Batteriespannungserkennungseinheit 46 werden der Sub-Steuerung 80 zugeführt. Darüber hinaus empfängt die Sub-Steuerung 80 Akku-Informationserfassungssignale von den Akku-Packs 5-A und 5-B, um deren Akku-Informationen (Akku-Temperatur und dergleichen) zu erfassen. Da die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B jeweils vorgesehen sind, um den Akku-Packs 5-A und 5-B zu entsprechen, sind die Kapazitäten der Akku-Packs möglicherweise nicht identisch.
Die Unterstützungsstromversorgungseinheit 50A und die Unterstützungsstromversorgungseinheit 50B beinhalten eine Konfiguration eines erhöhenden Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers als Erhöhungsschaltung, und beide können genau die gleiche Schaltungskonfiguration haben. Das heißt, die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B beinhalten Schaltelemente (z. B. MOSFET) 52 und 53 im Gegentakt, die mit der Primärseite des Boosting- oder Aufwärtstransformators 51 verbunden sind, Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltungen 54 zum abwechselnden Schalten der Schaltelemente 52 und 53, Gleichrichtereinheiten 55, die mit Sekundärseiten der Aufwärtstransformatoren 51 verbunden sind, Glättungskondensatoren 56 und Unterstützungsstromsteuerungen 57. Ein Stromerfassungswiderstand 58 ist in eine Verbindungsleitung zwischen der Gleichrichtereinheit 55 und der Wechselrichtereinheit 33 eingefügt. Die Unterstützungsstromsteuerung 57 detektiert (überwacht) einen Unterstützungsstrom aus dem Spannungsabfall über die beiden Enden des Stromdetektionswiderstandes 58, empfängt von der Sub-Steuerung 80 über die Fotokoppler 62 bzw. 63 Ausgangsstromsteuersignale für die Unterstützungsstromversorgungen 50A und 50B und führt über den Fotokoppler 59 als Rückkopplungsschaltung ein Unterstützungsstromsteuersignal an die Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54 zurück. Der Fotokoppler 59 dient hier dazu, die mit der Wechselstromversorgung 39 elektrisch verbundene Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 und die mit dem Akku-Pack 5 elektrisch verbundene Hilfskreisschaltungseinheit 300 voneinander elektrisch zu isolieren, und aus demselben Grund wird in der folgenden Beschreibung ein Fotokoppler verwendet. Der Aufwärtstransformator 51 ist ein Beispiel für eine Erhöhungsschaltung.
In der Beschreibung der 14A bis 14D wird zur Vereinfachung der Beschreibung ein Fall dargestellt, in dem Gleichstrom des Akku-Packs 5-A der Primärseite des Aufwärtstransformators 51 der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50A zugeführt wird und Gleichstrom des Akku-Packs 5-B der Primärseite des Aufwärtstransformators 51 der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50B zugeführt wird. Die Ausgangsseiten der Gleichrichtereinheiten 55 der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B sind parallel zueinander geschaltet, eine Unterstützungsspannungserkennungseinheit 60 ist zur Erfassung der Ausgangsspannungen der parallel geschalteten Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B vorgesehen, und ein Unterstützungsspannungsregler 61 ist zur Steuerung der Ausgangsspannungen vorgesehen. Die Gleichstrom-Ausgangsleistung der parallel geschalteten Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B wird über eine Seriendiode 82 (kombiniert mit der Gleichstrom-Ausgangsleistung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32) an die Wechselrichtereinheit 33 geliefert.
Die Sub-Steuerung 80 gibt über den Fotokoppler 62 ein Ausgangsstrom-Steuersignal an die Unterstützungsstromsteuerung 57 der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50A aus, gibt über den Fotokoppler 63 ein Ausgangsstrom-Steuersignal an die Unterstützungsstromsteuerung 57 der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50B aus und gibt über den Fotokoppler 64 ein für die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B gemeinsames Ausgangsspannungs-Steuersignal an den Unterstützungsspannungsregler 61 aus.
Die Ausgangsanschlüsse der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B sind über die Diode 82 parallel mit dem Ausgangsanschluss der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 verbunden. Das heißt, die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 und die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B sind elektrisch parallel mit dem Motor 14 verbunden. Die Sub-Steuerung 80 regelt so, dass der Ausgangsspannungswert der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50A und der Ausgangsspannungswert der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50B einander gleich sind.
Insbesondere können die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B eine spannungsvariable Steuerung zum Erhöhen oder Verringern der Gleichspannung an beiden Enden des Glättungskondensators 56 auf der Ausgangsseite durchführen, indem sie das Ausgangsstrom-Steuersignal und das Ausgangsspannungs-Steuersignal von der Sub-Steuerung 80 empfangen, um das Treibersignal der Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54 zu steuern und das Tastverhältnis zum Zeitpunkt des abwechselnden Schaltens der Schaltelemente 52 und 53 zu ändern. Mit anderen Worten, die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B können den Motor 14 durch PAM-Steuerung ansteuern, um die an die Wechselrichtereinheit 33 zu liefernde Spannung zu erhöhen oder zu verringern. Außerdem wird von der Sub-Steuerung 80 ein Ein/Aus-Signal für die Unterstützungsstromversorgung an die Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltungen 54 der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B geliefert. Wenn das Unterstützungsstromversorgungs-Ein/Aus-Signal „Einschalten der Stromversorgung“ anzeigt, wird die Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54 betrieben, um das Schalten zu ermöglichen, und wenn das Unterstützungsstromversorgungs-Ein/Aus-Signal „Ausschalten der Stromversorgung“ anzeigt, wird der Betrieb der Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54 beendet.
Die Ladeeinheit 70 zum Laden der auf dem Akkupaketmontagebereich 45 montierten Akku-Packs 5-A und 5-B beinhaltet eine Konfiguration des Abwärts-Gleichstromwandlers und enthält eine Gleichrichtereinheit 71, die die Versorgung der Wechselstromversorgung 39 durch das Rauschfilter 35 empfängt, einen Glättungskondensator 72, einen Abwärtstransformator 73, ein Schaltelement 74, das die Primärseite des Transformators schaltet, eine Ladestromversorgungs-Treiberschaltung 75, die das Schaltelement 74 ein- und ausschaltet, eine Diode 76 und einen Glättungskondensator 77, die als Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung dienen, die das Ausgangssignal auf der Sekundärseite des Transformators 73 gleichrichtet und glättet, den Ladestromregler 78 und einen Ladespannungsregler 79. Ein Stromerfassungswiderstand 81 ist in eine Verbindungsleitung zwischen der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung auf der Sekundärseite des Transformators 73 und den Akku-Packs 5-A und 5-B eingefügt, und der Ladestromregler 78 erfasst (überwacht) den Ladestrom anhand von Spannungsabfällen über die beiden Enden des Stromerfassungswiderstands 81. Ein Ladestromerkennungssignal des Ladestromreglers 78 und ein Ladespannungssteuersignal des Ladespannungsreglers 79 werden über den Fotokoppler 86 als Rückkopplungsschaltung in die Ladestromversorgungstreiberschaltung 75 zurückgeführt.
Die Stromkreis-Stromversorgungseinheit 110 liefert eine Versorgungsspannung Vcc(B) an die Sub-Steuerung 80 u.ä. unter Verwendung eines Gleichstromausgangs der Gleichrichtereinheit 71 der Ladeeinheit 70 und versorgt den Fotokoppler 85, der ein Ein/Aus-Signal für die Ladestromversorgung überträgt, mit Strom. Die Stromkreis-Stromversorgungseinheit 110 beinhaltet einen Abwärtstransformator 111 mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen, ein Schaltelement 112, das die Primärseite des Transformators schaltet, eine Stromkreis-Stromversorgungs-Treiberschaltung 113, die ein Treibersignal an das Schaltelement 112 ausgibt, sowie Gleichrichter- und Glättungsschaltungen 114 und 115, die an den beiden Sekundärwicklungen vorgesehen sind. Die Ausgangsgleichspannung der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 114 wird der Sub-Steuerung 80, dem Fotokoppler 86 und dergleichen als Vcc(B) zugeführt, und die Ausgangsgleichspannung der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 115 wird dem Fotokoppler 85 zugeführt. Der Fotokoppler 85 überträgt das Ein-/Aus-Signal für die Ladestromversorgung der Sub-Steuerung 80 an die Treiberschaltung für die Ladestromversorgung 75. Wenn das Ladestromversorgungs-Ein/Aus-Signal „Ladestromversorgung ein“ anzeigt, wird die Ladestromversorgungs-Treiberschaltung 75 betrieben, um das Schaltelement 74 zu schalten, und wenn das Ladestromversorgungs-Ein/Aus-Signal „Ladestromversorgung aus“ anzeigt, wird der Betrieb der Ladestromversorgungs-Treiberschaltung 75 beendet.
Ein Relais 87A ist vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem Anschluss 45A des einen Akkupaketmontagebereichs 45 und der Ladeeinheit 70 ein- oder auszuschalten, und ein Relais 87B ist vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem Anschluss 45B des anderen Akkupaketmontagebereichs 45 und der Ladeeinheit 70 ein- oder auszuschalten. Darüber hinaus ist ein Relais 87C vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem Anschluss 45A und der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50A ein- oder auszuschalten, und ein Relais 87D ist vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem Anschluss 45B und der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50B ein- oder auszuschalten. Das Ein- oder Ausschalten jedes der Relais 87A bis 87D wird mit einem von der Sub-Steuerung 80 empfangenen Relais-Ein/Aus-Signal gesteuert.
Die Kommunikationsschaltung 100 beinhaltet zwei Fotokoppler 101 und 102 und bildet eine elektrisch isolierte Kommunikationsleitung zwischen der Hauptsteuerung 40 und der Sub-Steuerung 80. Der Fotokoppler 101 überträgt ein von der Hauptsteuerung 40 empfangenes Informationssignal an die Sub-Steuerung 80, und der Fotokoppler 102 überträgt ein von der Sub-Steuerung 80 empfangenes Informationssignal an die Hauptsteuerung 40.
Die Akku-Packs 5-A und 5-B sind jeweils mit Thermistoren Th1 und Th2 zur Erfassung der Innentemperatur versehen. Zusätzlich sind die Schaltelemente 52 und 53 der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B jeweils mit den Thermistoren Th3 und Th4 zur Temperaturerfassung versehen. Temperaturüberwachungssignale der Thermistoren Th1 bis Th4 werden an die Sub-Steuerung 80 ausgegeben, und Operationen des Akku-Packs und der Unterstützungsstromversorgungseinheit, bei denen ein Temperaturanstieg einen zulässigen Bereich überschreitet, werden von der Sub-Steuerung 80 gestoppt.
In der Bedienfeldeinheit 19 in 14B ist das Anzeigefeld 191 eine Anzeigeeinheit, die verschiedene von der Hauptsteuerung 40 empfangene Informationen anzeigt, die Betriebstaste 192 ist ein Schalter, der einen Befehl zum Starten oder Stoppen des Betriebs des Luftkompressors 1 gibt, die Ladetaste 193 ist ein Schalter, der einen Befehl zum Zulassen und Stoppen des Ladens des Akku-Packs 5 gibt, die Betriebsart-Umschalttaste 194 ist ein Schalter zum Umschalten einer Betriebsart (Normalbetrieb, geräuscharmer Betrieb oder dergleichen) des Luftkompressors 1, die Unterstützungs-Taste 195 ist ein Schalter zum Umschalten zwischen einer Unterstützungsmodus, in der auch die Leistungsunterstützung durch das Akku-Pack verwendet wird, und einer Einzel-Betriebsart, in der die Leistungsunterstützung nicht verwendet wird.
In den Schaltungskonfigurationen in den 14A bis 14D wird der Luftkompressor 1 verwendet, während er an die handelsübliche Wechselstromversorgung 39 (Wechselstrom 100 V) angeschlossen ist, und die Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 erhält Strom, der von der handelsüblichen Wechselstromversorgung 39 zugeführt wird, und somit wird der Luftkompressor 1 von der Hauptsteuerung 40 so gesteuert, dass der Stromeingang von der handelsüblichen Wechselstromversorgung 39 auf gleich oder weniger als 15 A eingestellt ist, basierend auf dem Wert der Wechselstromerfassungseinheit 37. Dies liegt daran, dass der maximaler Nennstrom einer Wechselstromsteckdose im Allgemeinen auf 15 A eingestellt ist.
Während des normalen Betriebs reduziert die Hauptsteuerung 40 die Zieldrehzahl des Motors 14, wenn der Wechselstrom-Laststromwert 15 A zu überschreiten droht. Die Zieldrehzahl ändert sich auch in Abhängigkeit von der Belastung der Wechselrichtereinheit 33 und dem Druck in den Lufttanks 12a und 12b. Insbesondere wird die Ziel-Drehzahl bei geringer Belastung hoch und bei steigendem Tankinnendruck und großer verbrauchter Druckluftmenge niedrig angesetzt.
Während der Leistungsunterstützung sinkt der Wechselstromwert, wenn die Zieldrehzahl erreicht wird, und somit kann die Hauptsteuerung 40 die Zieldrehzahl erhöhen, um den Wechselstrom-Laststromwert von 15 A aufrechtzuerhalten, um dadurch einfach zu wenig (fehlenden) Strom aus dem Akku-Pack 5 zu liefern. Zu diesem Zeitpunkt kann die Sub-Steuerung 80 die Drehzahl des Motors 14 in einem festen Bereich halten, indem sie einen vom Akku-Pack 5 zu liefernden Strom oder eine Leistung begrenzt.
Dabei sind die folgenden Punkte zu beachten: Die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 führt eine Rückkopplungsregelung durch, so dass eine erhöhte Spannung auf einen Zielwert eingestellt wird. Die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 führt jedoch eine Regelung durch, um die erhöhte Spannung zu senken, insbesondere in dem Fall, in dem die Hilfsspannung von den Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B zu hoch ist, wenn eine Seriendiode 323A, die in 14B durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, nicht eingesetzt ist. Wenn die erhöhte Spannung gesenkt wird, sinkt der von der handelsüblichen Wechselstromversorgung 39 zu liefernde Strom, so dass der vom Akku-Pack 5 zu liefernde Strom zu hoch wird, was zu einer Verkürzung der Unterstützungsstromzeit führt. In diesem Fall kann die Vorschaltdiode 323A weggelassen werden, indem die Hilfsspannung (Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B) so hoch wie der Durchlassspannungsabfall (1 V bis 2 V) der Vorschaltdiode 82 gesteuert wird.
Andererseits ist es in dem Fall, in dem die Seriendiode 323A eingefügt ist, notwendig, einen Spannungsverbindungs-Elektrolytkondensator 324A, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, an einem Verbindungspunkt zwischen einer erhöhten Spannung und einer Hilfsspannung vorzusehen. Dies dient der Absorption von Spitzenenergie, die in dem Fall erzeugt wird, in dem der Motor 14 angehalten wird und ein Produkt mit großer Kapazität und hoher Spannungsfestigkeit muss verwendet werden. In dem Fall, in dem die Seriendiode 323A wie oben beschrieben weggelassen wird, kann jedoch ein Elektrolytkondensator 324 der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 ersetzt werden, und somit kann auch der spannungsverbindende Elektrolytkondensator weggelassen werden. Dadurch ist es möglich, die Fläche auf dem Substrat und die Kosten für elektronische Bauteile zu reduzieren und eine Verringerung des Wirkungsgrads aufgrund eines Diodenverlusts und eines Spannungsabfalls zu verbessern.
Als nächstes werden ein repräsentatives Beispiel für die Steuerung des Motors 14, der Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 und der Hilfskreisschaltungseinheit 300 im Luftkompressor 1 anhand eines Zeitdiagramms von 15 beschrieben. Dabei bedeutet „Hilfskreis“ die Leistungsunterstützung durch das Akku-Pack 5. Die Fördermenge ist „die Luftmenge pro Zeiteinheit, die durch die Motordrehung in den Lufttanks 12a und 12b gepumpt werden kann“. Der Einfachheit halber wird hier ein Fall beschrieben, in dem ein Akku-Pack 5 am Luftkompressor 1 montiert ist, oder ein Fall, in dem eine Vielzahl von Akku-Packs 5 mit den gleichen Eigenschaften montiert ist.
Wenn ein Benutzer den Luftkompressor 1 an die handelsübliche Wechselstromversorgung 39 anschließt und die Betriebstaste 192 an der Bedienfeldeinheit 19 drückt, steigt der Innendruck der Lufttanks mit der Drehung des Motors 14 durch die Motorsteuerung der Hauptsteuerung 40 der Hauptkörperschaltkreiseinheit 200 an. Zu diesem Zeitpunkt ist ein erster Zieldrehzahl-Zielwert R1 eingestellt. Außerdem wird hier auch bei ausreichender Akku-Pack-Spannung (eine Spannung V2 oder höher, die einen ersten Schwellenwert darstellt) und Betätigung der Unterstützungs-Taste 195 keine Unterstützung durchgeführt (es kann jedoch je nach Betriebsart umgeschaltet werden).
Zustand A: Wenn der Wechselstrom-Laststrom etwa 15 A erreicht, führt die Hauptsteuerung 40 eine Steuerung durch, um den Strom unmittelbar vor dem Wechselstrom-Laststrom von 15 A aufrechtzuerhalten, während die Motordrehzahl allmählich verringert wird. Insbesondere wenn der Innendruck des Lufttanks steigt, wird es schwierig, den Druck zu erhöhen, und somit sinkt die tatsächliche Motordrehzahl.
Zustand B: Wenn der Innendruck des Lufttanks den maximalen Druck erreicht, stoppt die Hauptsteuerung 40 die Drehung des Motors. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, den Akku-Pack 5 mit freiem Wechselstrom zu laden, indem die Hauptsteuerung 40 der Sub-Steuerung 80 mitteilt, dass er geladen werden kann.
Zustand C: Dies ist ein Zustand des Wartens auf den Beginn des Betriebs des Luftkompressors 1 (Neustart des Motors aufgrund einer Abnahme des Innendrucks des Lufttanks). Außerdem wird der Ladevorgang gestoppt, wenn das Laden des Akku-Packs 5 abgeschlossen ist oder wenn die Temperatur des Akku-Packs ansteigt (in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel wird der Ladevorgang gestoppt, wenn das Laden des Akku-Packs 5 abgeschlossen ist).
Zustand D: Wenn der Innendruck des Lufttanks um einen bestimmten Wert abfällt, dreht die Hauptsteuerung 40 den Motor 14 wieder. Zu diesem Zeitpunkt wird versucht, den Innendruck des Lufttanks durch die Drehung des Motors 14 zu erhöhen, aber der Druck sinkt weiter, wenn die vom Benutzer verbrauchte Druckluftmenge größer ist als die Menge, die durch die Drehung des Motors abgegeben wird.
Zustand E: In Bezug auf den Innendruck des Lufttanks, in dem Fall, in dem ein gewisser Druckabfall oder ein Druckabfall mit einer gewissen Neigung oder mehr auftritt, und die Hilfstaste 195 gedrückt wird, startet die Sub-Steuerung 80 der Hilfskreisschaltungseinheit 300 die Unterstützung durch Einschalten der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B (Einschalten der Relais 87C und 87D) durch Kommunikation zum Starten der Unterstützung der Hauptsteuerung 40. Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Fall, in dem die Akku-Pack-Spannung V2 oder mehr beträgt, ein erhöhter Spannungseinstellwert (zweiter Zielwert), der die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 ist, auf PV2 (z. B. 350 V) eingestellt. Die Einstellwerte (erste Zielwerte) der Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B werden ebenfalls auf einen Einstellwert (z. B. 352 V) eingestellt, der PV2 entspricht. In dem Fall, in dem die Akku-Pack-Spannung gleich oder größer als V1 (zweiter Schwellenwert) und kleiner als V2 (erster Schwellenwert) ist, wird eine Unterstützung durchgeführt, bei der ein Einstellwert einer erhöhten Spannung PV der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 auf PV1 eingestellt ist (im in der Zeichnung dargestellten Beispiel wird die Unterstützung mit PV2 durchgeführt). Da bei der Unterstützung mit dem erhöhten Spannungseinstellwert PV2 eine große Entladungsmenge erzielt werden kann, kann der Innendruck des Lufttanks auch dann erhöht werden, wenn die vom Benutzer verwendete Druckluftmenge groß ist. Außerdem setzt die Hauptsteuerung 40 gleichzeitig mit dem Start der Unterstützung einen Ziel-Drehzahl-Zielwert auf einen Ziel-Drehzahl-Zielwert R3 und einen Erhöhungsspannungs-Zielwert (zweiter Zielwert), der die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 ist, auf PV2. Die Sub-Steuerung 80 kann jedoch einen ersten Zielwert, bei dem es sich um die Ausgangsspannung jeder der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B handelt, so einstellen, dass er um 1 bis 2 V größer ist als der zweite Zielwert PV2, bei dem es sich um die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 handelt, und zwar unter Berücksichtigung des Betrags der durch die Seriendiode 82 verringerten Spannung. Dies ist derselbe Wert wie wenn der zweite Zielwert, der die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 ist, auf PV1 eingestellt wird. Darüber hinaus kann die Sub-Steuerung 80 die Ist-Spannungswerte der Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B messen und die Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B durch eine Konstantspannungsregelung zur Rückkopplungsregelung der Erhöhungsbeträge der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B bestimmen, so dass die Ist-Spannungswerte einem Ziel-Spannungswert entsprechen. Außerdem kann die Sub-Steuerung 80 die von den Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B ausgegebenen Ist-Stromwerte anstelle eines Spannungswerts messen und die Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B durch Konstantstromregelung zur Rückkopplungsregelung der Erhöhungsbeträge der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B bestimmen, so dass die Ist-Spannungswerte dem Zielwert entsprechen. In dem Fall, in dem eine Konstantstromregelung durchgeführt wird, schwanken die Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B aufgrund der Rückkopplungsregelung geringfügig nach oben und unten, aber die Effektivwerte der Ausgangsspannungen werden so eingestellt, dass sie denselben Wert haben wie die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 (oder, die Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B sind Werte, die 1 bis 2 V größer sind als die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32), und somit ist dies im Wesentlichen die gleiche Bedeutung wie wenn die Sub-Steuerung 80 die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B so steuert, dass die Ausgangsspannungen auf den ersten Zielwert eingestellt werden.
Zustand F: Wenn die Spannung des Akku-Packs sinkt, steigt der Stromverbrauch des Akku-Packs 5, was den Spannungsabfall beschleunigt, und ein Anstieg der Temperatur jedes Teils des Akku-Packs beschleunigt das Anhalten der Unterstützung. Außerdem ist es schwierig, den Einstellwert für die erhöhte Spannung PV2 bei hoher Last aufrechtzuerhalten. Folglich kommuniziert die Sub-Steuerung 80 mit der Hauptsteuerung 40, wenn die Spannung des Akku-Packs unter V2 fällt, um die erhöhte Spannung PV zu senken. Dabei setzt die Hauptsteuerung 40 den Erhöhungsspannungs-Zielwert der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 auf PV1 und den Zieldrehzahl-Zielwert auf R2. Dadurch ist die Entladungsmenge etwas geringer als der Erhöhungsspannungseinstellwert PV2, aber es ist möglich, die Verlängerung einer Unterstützungszeit zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt können der Erhöhungsspannungs-Einstellwert PV1 und der einzustellende Zieldrehzahl-Einstellwert R2 schrittweise reduziert werden (Stufenform) oder allmählich verringert werden.
Zustand G: Wenn die Sub-Steuerung 80 der Hauptsteuerung 40 mitteilt, dass die Unterstützung aufgrund einer Abnahme der Akku-Pack-Spannung nicht durchgeführt werden kann, setzt die Hauptsteuerung 40 einen Zieldrehzahl-Einstellwert des Motors 14 auf R1 und teilt der Sub-Steuerung 80 mit, dass die Unterstützung nicht durchgeführt werden kann. Die Sub-Steuerung 80 schaltet die Unterstützungsstromversorgung ab (schaltet die Relais 87C und 87D aus), um die Hilfeleistung zu beenden. Auch wenn die Spannung des Akku-Packs wiederhergestellt und auf V1 oder mehr eingestellt ist, wird die Unterstützung nicht wieder gestartet. Dies dient dazu, einen Temperaturanstieg des Akku-Packs 5 zu unterdrücken und die Wiederherstellung der Akku-Pack-Spannung durch Nachladen zu priorisieren.
Zustand H: Mit dem Wegfall der Unterstützung sinkt der Innendruck der Lufttanks allmählich durch die Verwendung von Druckluft durch den Benutzer. Es ist jedoch möglich, den Innendruck der Lufttanks, der höher ist als in dem Fall, in dem die Unterstützung mit dem erhöhten Spannungseinstellwert PV1 durchgeführt wird, jederzeit aufrechtzuerhalten, und folglich ist es möglich, eine lange Zeit bis zu einem Betriebsstoppdruck zu sichern.
Als nächstes wird das Kurvendiagramm aus 16 beschrieben. Ein Akku-Pack für ein Elektrowerkzeug hat einen breiten Bereich von Spannungen, die verwendet werden können, und daher verschlechtert sich in dem Fall, in dem versucht wird, eine niedrige Spannung für die Unterstützung zu verwenden (die Transformatoren der Unterstützungs-Stromversorgungseinheiten 50A und 50B sind so ausgelegt, dass die Leistung der PWM-Steuerung bei einer niedrigen Akku-Pack-Spannung maximiert wird), zwangsläufig der Wirkungsgrad zum Zeitpunkt der vollständigen Aufladung des Akku-Packs. In dem Fall, in dem der erhöhte Spannungseinstellwert auf PV2 eingestellt ist, der höher als PV1 ist, wird der Strom, der durch die Transformatoren 51 der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B fließt, selbst in einem voll geladenen Zustand nicht steil ansteigend, und es ist möglich, den erhöhten Spannungswert PV2 beizubehalten, selbst wenn die Akku-Pack-Spannung auf V2 sinkt. Wenn die Spannung des Akku-Packs jedoch unter V2 liegt, wird das Tastverhältnis der PWM-Steuerung maximiert, sobald die Last ansteigt, so dass der Einstellwert für die erhöhte Spannung PV2 nicht aufrechterhalten werden kann. Andererseits, als Vergleichsoperation, in dem Fall, in dem der Erhöhungsspannungs-Einstellwert fest auf PV1 eingestellt ist, und der Erhöhungsspannungs-Einstellwert auf PV1 eingestellt ist, selbst wenn das Akku-Pack voll geladen ist, nimmt das Tastverhältnis der PWM-Steuerung ab, wie durch eine dicke gestrichelte Linie angezeigt, und der Strom, der durch den Transformator 51 fließt, steigt steil. Aus diesem Grund ist zu befürchten, dass der Stromwert aufgrund der Stromüberlagerungseigenschaften ansteigt und sich der Wirkungsgrad durch einen Anstieg der Schaltverluste verschlechtert. Daher wird der Einstellwert für die erhöhte Spannung PV2 von der vollen Aufladung bis zur Akku-Pack-Spannung V2 verwendet, und der Einstellwert für die erhöhte Spannung wird auf PV1 gesetzt, nachdem die Akku-Pack-Spannung auf weniger als V2 eingestellt wurde, so dass es möglich ist, die Unterstützung mit einer hohen PWM-Steuerung beizubehalten. Folglich ist es möglich, die Unterstützung mit hohem Wirkungsgrad über einen langen Zeitraum in einem breiten Bereich der Akku-Pack-Spannung durchzuführen. Man beachte, dass dann, wenn die Akku-Pack-Spannung in einem Hochlastzustand unter V2 abfällt, die Unterstützungsspannung unter PV2 in einem Zustand abfällt, in dem das Tastverhältnis der PWM-Steuerung maximiert ist, und somit der Einstellwert der erhöhten Spannung linear und allmählich in Übereinstimmung mit der Akku-Pack-Spannung reduziert werden kann, anstatt den Einstellwert der erhöhten Spannung schrittweise in einem Schritt von PV2 auf PV1 zu reduzieren.
17 zeigt ein Betriebsablaufdiagramm, das sich auf das Schaltungsblockdiagramm in 14A bezieht (in der Zeichnung kann ein Akku-Pack als „Batterie“ abgekürzt werden). Zu Beginn wird die Stromversorgung des Luftkompressors 1 eingeschaltet, die Stromversorgungsspannungen Vcc(A), Vcc(B) und Vcc(C) werden jeweils der Hauptsteuerung 40, der Sub-Steuerung 80, der Bedienfeldeinheit 19 und dergleichen von den Stromversorgungseinheiten 90 und 110 zugeführt, und ein Bereitschaftszustand wird eingestellt.
In Schritt S31 ermitteln die Hauptsteuerung 40 und die Sub-Steuerung 80, ob die Ladebedingungen für das Akku-Pack 5 erfüllt sind oder nicht. Beispiele für die Ladebedingungen beinhalten (1) den Fall, in dem der Motor 14 des Luftkompressors 1 nicht angetrieben wird (kein Wechselstrom verwendet wird), die Temperatur des Akku-Packs nicht hoch ist (einen Temperaturschwellenwert nicht überschreitet) und die Akku-Pack-Spannung nicht vollständig geladen ist, und (2) den Fall, in dem das Akku-Pack mit einem Überschussstrom geladen werden kann und die Akku-Pack-Spannung nicht vollständig geladen ist, unter Antriebsbedingungen, in denen der Innendruck des Lufttanks durch Steuern eines Wechselstromlaststroms auf 15 A oder weniger erhöht wird, wie z.B. ein Betriebsmodus, der ein leiser Modus ist.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S31 JA ist, wird in Schritt S32 eine Ladesteuerung durchgeführt. Das heißt, die Relais 87A und 87B in den 14A und 14D werden von der Sub-Steuerung 80 eingeschaltet, um das Laden des Akku-Packs 5 durch die Ladeeinheit 70 durchzuführen. Der Ladestromregler 78 und der Ladespannungsregler 79 erfassen den Strom und die Spannung des Akku-Packs 5 und beenden den Ladevorgang, nachdem der Akku-Pack 5 vollständig geladen ist, und der Vorgang kehrt zu Schritt S31 zurück.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S31 NEIN ist, wird eine normale Steuerung durch die Hauptsteuerung 40 und die Sub-Steuerung 80 in Schritt S33 durchgeführt. Das heißt, die Hauptsteuerung 40 und die Sub-Steuerung 80 führen eine Steuerung mit einem Zieldrehzahl-Einstellwert R1 des Motors 14 und einem Erhöhungsspannungs-Einstellwert PV2 der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 durch. Die Hauptsteuerung 40 erhöht den Innendruck des Lufttanks auf einen vorgegebenen Maximaldruck und steuert dabei den Motor 14 mit konstanter Drehzahl, so dass der Zieldrehzahl-Zielwert R1 eingestellt wird. Darüber hinaus werden die Ausgangsspannungs-Einstellwerte der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B auf einen Einstellwert eingestellt, der PV2 entspricht, aber zu diesem Zeitpunkt werden die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B angehalten.
Als nächstes wird in Schritt S34 festgestellt, ob eine Unterstützungsanforderung vorliegt oder nicht. Die Unterstützungsanforderung bedeutet hier, dass ein Unterstützungsanforderungssignal von der Hauptsteuerung 40 an die Sub-Steuerung 80 übertragen wird, wenn der Wechselstrom-Laststrom etwa 15 A erreicht, der Innendruck des Lufttanks einen bestimmten Wert nicht erreicht und die Unterstützungstaste 195 gedrückt wird. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S34 NEIN ist, d.h. es gibt keine Unterstützungsanforderung, kehrt der Vorgang zu Schritt S31 zurück.
Wenn „es eine Unterstützungsanforderung gibt“ und das Bestimmungsergebnis in Schritt S34 JA ist, wird in Schritt S35 bestimmt, ob die Temperatur des Akku-Packs 5 normal ist oder nicht. Diese Feststellung erfolgt durch Überwachung der Temperaturüberwachungssignale der Thermistoren Th1 und Th2, die in den Akku-Packs 5-1 bzw. 5-2 vorgesehen sind, durch die Sub-Steuerung 80. Wenn die Temperatur des Akku-Packs einen Schwellenwert überschreitet und eine Abnormalität anzeigt, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt S35 NEIN, die Unterstützungssteuerung wird in Schritt S41 gestoppt (die Relais 87C und 87D werden durch die Sub-Steuerung 80 ausgeschaltet), und der Betrieb kehrt zu Schritt S31 zurück.
Wenn die Temperatur des Akku-Packs normal ist und das Bestimmungsergebnis in Schritt S35 JA ist, wird die Akku-Pack-Spannung durch die Sub-Steuerung 80 in Schritt S36 überwacht. Dann wird in Schritt S37 festgestellt, ob die Akku-Pack-Spannung die Spannung V2 oder mehr ist oder nicht. In dem Fall, dass die Akku-Pack-Spannung die Spannung V2 oder mehr ist, und das Bestimmungsergebnis in Schritt S37 JA ist, wird die Unterstützungssteuerung A in Schritt S38 gestartet. Mit anderen Worten, die Sub-Steuerung 80 überträgt eine Steuerbedingung (Unterstützungssteuerung A) an die Hauptsteuerung 40 als ein Signal, das anzeigt, dass die Unterstützungssteuerung durchgeführt werden kann, und die Unterstützungssteuerung des Luftkompressors 1 wird mit einem Zieldrehzahl-Einstellwert R3 und einem Erhöhungsspannungs-Einstellwert PV2 des Motors 14 gestartet. In diesem Fall wird die Unterstützungssteuerung, obwohl sie von der Einstellung des Betriebsmodus abhängt, gestartet, nachdem der Benutzer mit der Benutzung von Druckluft beginnt, nachdem der Innendruck der Lufttanks nach dem Einschalten der Stromversorgung einmal auf einen bestimmten Druck angestiegen ist. Als Verfahren zur Bestimmung der Verwendung von Druckluft wird bestimmt, dass die Druckluft in dem Fall verwendet wurde, in dem festgestellt wird, dass der Innendruck des Lufttanks um einen festgelegten Betrag oder mit einer festgelegten Neigung oder mehr abgenommen hat.
In dem Fall, in dem die Akku-Pack-Spannung kleiner als die Spannung V2 ist, und das Bestimmungsergebnis in Schritt S37 NEIN ist, wird in Schritt S39 bestimmt, ob die Akku-Pack-Spannung eine Spannung V1 (mit V1 < V2) oder mehr ist. In dem Fall, dass die Akku-Pack-Spannung die Spannung V1 oder mehr ist und das Bestimmungsergebnis in Schritt S39 JA ist, wird in Schritt S40 die Unterstützungssteuerung B gestartet. Das heißt, die Sub-Steuerung 80 sendet eine Steuerbedingung (Unterstützungssteuerung B) an die Hauptsteuerung 40 als ein Signal, das anzeigt, dass die Unterstützungssteuerung durchgeführt werden kann, und die Unterstützungssteuerung wird mit einem Zieldrehzahl-Einstellwert R2 (wobei R2 < R3) und einem erhöhten Spannungs-Einstellwert PV1 (wobei PV1 < PV2) des Motors 14 gestartet.
In dem Fall, in dem die Akku-Pack-Spannung kleiner als eine Spannung V1 ist, und das Bestimmungsergebnis in Schritt S39 NEIN ist, wird die Unterstützungssteuerung in Schritt S41 gestoppt, und der Vorgang kehrt zu Schritt S31 zurück.
Es sei darauf hingewiesen, dass in Schritt S38 oder Schritt S40 die Sub-Steuerung 80 einfach die Akku-Pack-Spannung an die Hauptsteuerung 40 übertragen kann, und die Hauptsteuerung 40 kann eine Steuerung gemäß der Steuerbedingung A oder B durchführen. In jedem Fall führt die Sub-Steuerung 80 bei der Unterstützungssteuerung A eine Steuerung so durch, dass die Unterstützungsspannung auf eine Spannung eingestellt wird, die geringfügig höher ist als der Einstellwert der erhöhten Spannung PV2, und eine Rückkopplungsregelung wird von der Unterstützungsstromsteuerung 57 und einer Stromerfassungsschaltung durchgeführt, die in der Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54 enthalten ist, so dass ein geeigneter Unterstützungsbetrag eingestellt wird.
Wenn die Unterstützung so durchgeführt wird, dass ein eingangsseitiger Stromwert (ein vom Akku-Pack 5 gelieferter Strom) fest ist, ist es möglich, eine Verkürzung der Unterstützungszeit und einen Anstieg der Temperatur des Akku-Packs aufgrund eines plötzlichen Anstiegs des Verbrauchs zu unterdrücken, selbst wenn die Spannung des Akku-Packs gesunken ist. Andererseits ist es möglich, wenn die Unterstützung durch die Einstellung einer festen ausgangsseitigen Leistung (d.h. ein festes Produkt aus Unterstützungsspannung und Unterstützungsstrom) erfolgt, eine Unterstützung zur Aufrechterhaltung des Innendrucks des Lufttanks durchzuführen und gleichzeitig zu verhindern, dass der Innendruck abfällt. Natürlich können der Strom und die Leistung, die durch die erhöhten Einstellwerte der Hilfsspannung PV2 und PV1 begrenzt sind, geändert werden.
Wenn die Unterstützungsanforderung verschwindet oder die Spannung des Akku-Packs unter V1 sinkt, wird die Unterstützung in Schritt S41 gestoppt, und der Betrieb geht zur normalen Steuerung über. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zieldrehzahl-Einstellwert des Motors 14 auf den ursprünglichen Wert R1 zurückgesetzt, und der Erhöhungsspannungs-Einstellwert der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 wird auf PV2 zurückgesetzt. Da die Drehzahl während der Unterstützung höher ist als im Normalfall, besteht die Möglichkeit, dass der Wechselstrom zur gleichen Zeit wie beim Stoppen der Unterstützung überschwingt, wenn der Zieldrehzahl-Einstellwert nicht verringert wird. Andererseits wird das Akku-Pack, dessen Spannung einmal unter V1 gefallen ist, auch dann nicht mehr unterstützt, wenn die Spannung des Akku-Packs durch das Anhalten der Unterstützung wieder auf V1 oder mehr ansteigt, wenn das Akku-Pack nicht wieder auf V2 oder höher gebracht wird.
Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass die Eigenschaften des Motors 14 (Leistungseffizienz usw.) bei der Spannung PV2 optimiert sind, da der Motor normalerweise nur mit Wechselstrom betrieben wird (ein Fall, in dem die Unterstützung aufgrund einer unzureichenden Akku-Pack-Spannung nicht durchgeführt werden kann, ist ebenfalls eingeschlossen). Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, wenn die Akku-Pack-Spannung sinkt, eine Anordnung vorzunehmen, um den Effekt der Unterstützung auch dann zu erhalten, wenn die Spannung auf die Spannung PV1 gesenkt wird (die Auslegung der Drosselspulen, die in den Transformatoren 51 der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B und der Gleichrichtereinheit 55 enthalten sind, die Auswahl der Spannung V1 und der Spannung PV1).
Wenn die PWM-Steuerung der Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54, die die Schaltelemente (z. B. MOSFET) 52 und 53 ansteuert, in dem Fall maximiert wird, in dem die Akku-Pack-Spannung sinkt oder ein Motorlaststrom extrem groß ist, nachdem die Unterstützungssteuerung A in Schritt S38 gestartet wurde, kann die Hilfsspannung (z. B. PV2 + 2 V) nicht aufrechterhalten werden und sinkt. Da die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 zu diesem Zeitpunkt den Einstellwert der erhöhten Spannung (z. B. PV2) beibehält, sinkt der von den Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B gelieferte Strom augenblicklich, so dass die Hilfsspannung wieder steigt. Durch Wiederholung dieses Vorgangs kann ein stabiler Unterstützungsbetrieb ohne Strombegrenzung durchgeführt werden. Mit anderen Worten, unter dieser Bedingung wird der Einstellwert der Erhöhungsspannung allmählich von PV2 mit einer Abnahme der Akku-Pack-Spannung V2 verringert, und somit ist es möglich, die Unterstützung mit hohem Wirkungsgrad durchzuführen, während ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem die Leistung der PWM-Steuerung maximiert ist. So kann in dem Fall, in dem der Einstellwert der erhöhten Spannung von PV2 auf PV1 geändert wird, der Einstellwert der erhöhten Spannung auf diese Weise linear geändert werden.
In dem Fall, in dem zwei Akku-Packs 5 am Luftkompressor 1 montiert sind, d.h. in dem Fall, in dem die Akku-Packs 5-A und 5-B mit der Hilfskreisschaltungseinheit 300 verbunden sind, und beide Akku-Pack-Spannungen V2 oder mehr sind, können die Akku-Packs gleichzeitig zur Unterstützung verwendet werden. In diesem Fall wird die Unterstützung für beide unterbrochen, wenn eine der beiden Spannungen unter V1 fällt oder eine Schwellentemperatur erreicht. Ist jedoch der Potentialunterschied zwischen den beiden Akku-Packs groß oder werden Akku-Packs mit unterschiedlichen Kapazitäten verwendet, kann der Akku-Pack, dessen Spannung nicht unter V1 fällt, wieder zur Unterstützung verwendet werden, wenn nach dem Stoppen der Unterstützung kein Problem mit der Spannung oder Temperatur auftritt. Ferner kann in dem Fall, in dem die Spannung eines Akku-Packs zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Unterstützungsanforderung gestellt wurde, V2 nicht erreicht hat, die Steuerung so erfolgen, dass die Unterstützung nur in dem anderen Akku-Pack gestartet wird, dessen Spannung V2 oder mehr beträgt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können die folgenden Effekte erreicht werden:

(1) Der Luftkompressor 1 beinhaltet die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B, die als erste Stromversorgungseinheit dienen, die die Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 als Gleichstromversorgung erhöht und die erhöhte Spannung an den Motor 14 ausgibt, eine zweite Stromversorgungseinheit (eine Schaltungsanordnung, die die Gleichrichtereinheit 31 und die Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 beinhaltet), die mit dem Motor 14 elektrisch parallel zusammen mit den Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B verbunden ist, die Spannung der externen Wechselstromversorgung 39 erhöht und die erhöhte Spannung an den Motor 14 ausgibt, eine Steuerung (die Hauptsteuerung 40, die Sub-Steuerung 80), die die Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B und der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 steuert, und eine Erfassungsschaltung (einschließlich der Wechselstromerfassungseinheit 37, der Erhöhungsspannungserkennungseinheit 38, der Batteriespannungserkennungseinheit 46, der Unterstützungsstromsteuerung 57 und der Unterstützungsspannungserkennungseinheit 60), die den Zustand der durch die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B und die zweite Stromversorgungseinheit fließenden Energie erfasst. Die Steuerungen 40 und 80 stellen einen ersten Zielwert und einen zweiten Zielwert ein, so dass die von den Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B abgegebene Leistung und die von der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 abgegebene Leistung kombiniert und dem Motor 14 zugeführt werden, wobei der erste Zielwert ein Zielwert der Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B ist und der zweite Zielwert ein Zielwert er Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 ist. Darüber hinaus können die Steuerungen 40 und 80 die Leistung des Luftkompressors 1 verbessern (Druckluftdruck erhöhen) und gleichzeitig eine Belastung des Akku-Packs 5 unterdrücken, indem sie den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert in Übereinstimmung mit den erfassten Werten der Erfassungsschaltung ändern.
(2) Die Batteriespannungserkennungseinheit 46 erfasst die Ausgangsspannung des Akku-Packs 5. Die Steuerungen 40 und 80 machen den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert kleiner, wenn die Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 kleiner als ein erster Schwellenwert (z.B. V2) ist, als wenn die Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist. Dadurch ist es möglich, die Unterstützungsdauer des Akku-Packs 5 zu verlängern. Darüber hinaus können die Steuerungen 40 und 80 den zweiten Zielwert linear oder schrittweise entsprechend einer Abnahme der Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B verringern.
(3) Die Steuerungen 40 und 80 schalten die Ausgänge der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B ab, wenn die Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 kleiner als der zweite Schwellenwert (z.B. V1) ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist. Dadurch ist es möglich, einen Temperaturanstieg des Akku-Packs 5 zu unterdrücken und die Wiederherstellung der Spannung des Akku-Packs durch Nachladen zu priorisieren.
(4) Die Steuerungen 40 und 80 stellen den ersten Zielwert größer ein als den zweiten Zielwert und regeln so, dass die Differenz zwischen dem ersten Zielwert und dem zweiten Zielwert kleiner als ein vorgegebener Wert (1 V bis 2 V) ist. Dadurch ist es möglich, den Einfluss eines Durchlassspannungsabfalls der Seriendiode 82 zur elektrischen Parallelschaltung der Ausgangsseiten der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B mit der Ausgangsseite der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 zu eliminieren oder zu reduzieren.
(5) Die Steuerungen 40 und 80 können eine Ziel-Drehzahl des Motors 14 einstellen, und die Erfassungsschaltung (die Wechselstromerfassungseinheit 37, die Unterstützungsstromsteuerung 57) erfasst die Ausgangsströme des handelsüblichen Wechselstromnetzteils 39 und der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B, und die Steuerungen 40 und 80 den ersten Zielwert so einstellen, dass die Differenz zum zweiten Zielwert kleiner als ein vorbestimmter Wert zum Zeitpunkt des Einstellens der Zieldrehzahl höher als die Drehzahl des Motors 14 ist, wenn der Ausgangsstrom der kommerziellen Wechselstromversorgung 39 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist (zum Beispiel einen Wert, der geringfügig unter 15 A liegt), um es zu ermöglichen, eine Leistungsunterstützung durch die Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B durchzuführen und den Ausgangsstrom der kommerziellen Wechselstromversorgung 39 auf einen vorbestimmten Wert oder weniger herunter zu drücken. Darüber hinaus werden, wenn die Zieldrehzahl niedriger als die Drehzahl des Motors 14 eingestellt ist, wenn der Ausgangsstrom der kommerziellen Wechselstrom-Stromversorgung 39 auf den vorbestimmten Wert eingestellt ist, die Ausgaben der Unterstützungsstromversorgungseinheiten 50A und 50B gestoppt, und somit ist es möglich, den Verbrauch des Akku-Packs 5 zu verhindern.

Es ist zu beachten, dass ein Bereich oder die Gesamtheit der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform durch die folgenden Ergänzungen beschrieben werden kann, aber nicht auf diese beschränkt ist.
(Ergänzung 1)
Eine Arbeitsmaschine, die Folgendes aufweist:

einen Motor;
eine erste Stromversorgungseinheit, die mit einer Gleichstromversorgung verbunden ist, die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erhöht und die erhöhte Ausgangsspannung an den Motor ausgibt;
eine zweite Stromversorgungseinheit, die zusammen mit der ersten Stromversorgungseinheit elektrisch parallel mit dem Motor verbunden ist, an eine externe Wechselstromversorgung angeschlossen ist, die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung erhöht und die erhöhte Ausgangsspannung an den Motor ausgibt; eine Steuereinheit, die die Ausgangsspannungen der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit steuert; und
eine Erfassungsschaltung, die den Zustand der durch die erste Stromversorgungseinheit und die zweite Stromversorgungseinheit fließenden Leistung erfasst,
wobei die Steuerung einen ersten Zielwert und einen zweiten Zielwert so einstellt, dass die von der ersten Stromversorgungseinheit abgegebene Leistung und die von der zweiten Stromversorgungseinheit abgegebene Leistung kombiniert und dem Motor zugeführt werden, wobei der erste Zielwert ein Zielwert der Ausgangsspannung der ersten Stromversorgungseinheit ist, der zweite Zielwert ein Zielwert der Ausgangsspannung der zweiten Stromversorgungseinheit ist, und
die Steuerung den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert in Übereinstimmung mit einem erfassten Wert der Erfassungsschaltung ändert.

(Ergänzung 2)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 1, wobei die Erfassungsschaltung die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erfasst, und die Steuerung den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert stärker verringert, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kleiner als ein erster Schwellenwert ist, als wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist.
(Ergänzung 3)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 2, wobei die Steuerung die Ausgabe der ersten Stromversorgungseinheit stoppt, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert.
(Ergänzung 4)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 2 oder 3, wobei die Steuerung den ersten Schwellenwert und den zweiten Schwellenwert entsprechend einer Abnahme der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung schrittweise absenkt.
(Ergänzung 5)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 1 bis 4, wobei die Steuerung den zweiten Zielwert so einstellt, dass die Differenz zum ersten Zielwert kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
(Ergänzung 6)
Die Arbeitsmaschine nach Ergänzung 5, wobei die Steuerung den ersten Zielwert so einstellt, dass er größer ist als der zweite Zielwert.
(Ergänzung 7)
Die Arbeitsmaschine gemäß Ergänzung 5 oder 6, wobei die Steuerung in der Lage ist, eine Zieldrehzahl des Motors einzustellen, die Erfassungsschaltung Ausgangsströme der Wechselstromversorgung und der Gleichstromversorgung erfasst und die Steuerung den ersten Zielwert so einstellt, dass die Differenz zu dem zweiten Zielwert kleiner ist als ein vorbestimmter Wert zum Zeitpunkt der Einstellung der Zieldrehzahl auf einen höheren Wert als die Drehzahl des Motors, wenn der Ausgangsstrom der Wechselstromversorgung auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist, und die Ausgabe der ersten Stromversorgungseinheit zu dem Zeitpunkt stoppt, zu dem die Zieldrehzahl so eingestellt wird, dass sie niedriger ist als die Drehzahl des Motors, wenn der Ausgangsstrom der Wechselstrom-Stromversorgung auf den vorbestimmten Wert eingestellt ist.
(Ergänzung 8)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 1 bis 7, wobei die erste Stromversorgungseinheit einen Aufwärtstransformator und ein Schaltelement beinhaltet, das auf der Primärseite des Aufwärtstransformators vorgesehen ist, und die Steuerung die Ausgangsspannung der ersten Stromversorgungseinheit durch Schaltsteuerung des Schaltelements steuert.
(Ergänzung 9)
Die Arbeitsmaschine nach einer der Ergänzungen 1 bis 8, wobei die Erfassungsschaltung die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgungseinheit erfasst, und die Steuerung den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert kleiner macht, wenn die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgungseinheit kleiner als ein dritter Schwellenwert ist, als wenn die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgungseinheit gleich oder größer als der dritte Schwellenwert ist.
Ausführungsform 3
18 ist ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer dritten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von 14 gemäß der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Ausgangsspannungen der Akku-Packs 5-A und 5-B einer Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 (erste Stromversorgungseinheit) über die Seriendioden 47A und 47B zugeführt werden, eine Glättungsdrossel CH an der Ausgangsseite einer Gleichrichtereinheit 55 der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 vorgesehen ist, und eine Seriendiode 323A und ein spannungsverbindender Elektrolytkondensator 324A auf der Ausgangsseite einer Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 auf einer zweiten Stromversorgungseinheitsseite vorgesehen sind. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie die in 14A. Bei einer Konfiguration, bei der die Ausgangsspannungen der Akku-Packs 5-A und 5-B über die Seriendioden 47A und 47B einer Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 zugeführt werden, kann verhindert werden, dass aufgrund eines Potenzialunterschieds zwischen den Akku-Packs der Strom von einem Akku-Pack zum anderen fließt, so dass es nicht erforderlich ist, für jedes Akku-Packs eine Unterstützungsstromversorgungseinheit vorzusehen. Die Glättungsdrossel CH ist an der Ausgangsseite der Gleichrichtereinheit 55 der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 vorgesehen, um eine Glättungsschaltung vom Typ Drosseleingang durch die Drosselspule CH und den Kondensator 56 zu bilden, und somit kann die Pulsation der Ausgangsspannung der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 reduziert werden, selbst wenn die Tastverhältnisse der Schaltelemente 52 und 53 klein sind. Wenn eine höhere Ausgangsspannung als in der zweiten Ausführungsform eingestellt wird, wird über die Drosselspule CH eine Spannung an den Kondensator 56 angelegt, was in Bezug auf die Stehspannung des Kondensators 56 vorteilhaft ist (die Stehspannung kann niedriger eingestellt werden als bei fehlender Drosselspule). Durch die Bereitstellung der Seriendiode 323A und des spannungsverbindenden Elektrolytkondensators 324A auf der Ausgangsseite der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 wird ein von einer Erhöhungsspannungserkennungseinheit 38 erfasster Spannungswert nicht mehr von der Ausgangsspannung der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 beeinflusst.
19 ist ein Bild, das die Beziehung zwischen Zielspannungen Ausgangsspannung (Gleichstrom-seitige erhöhte Spannung PVd) der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50, die als Gleichstrom-seitige Stromversorgungserhöhungsschaltung dient, und er Ausgangsspannung (Wechselstrom-seitige erhöhte Spannung PVa) der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32, die als Wechselstrom-seitige Stromversorgungserhöhungsschaltung dient, und effektiven Strömen einer Gleichstrom-seitigen Stromaufnahme und einer Wechselstrom-seitigen Stromaufnahme der Stromversorgung veranschaulicht. In der Zeichnung ist die gleichstromseitige Stromaufnahme ein Ausgangsstrom der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50, der über eine Seriendiode 82 einer Wechselrichtereinheit 33 zugeführt wird (der kein Ausgangsstrom des Akku-Packs ist). Die Wechselstrom-seitige Stromaufnahme ist ein Ausgangsstrom der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32, der über die Seriendiode 323A der Wechselrichtereinheit 33 zugeführt wird.
In 18 ist der vom Motor 14 aufgenommene Strom gleich der Summe der Stromaufnahmen der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 und der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50. Insbesondere sind in 19(1), wenn eine wechselstromseitige erhöhte Spannung (Gleichspannung PVa: die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32) und eine gleichstromseitige erhöhte Spannung (Gleichspannung PVd: die Ausgangsspannung der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50) gleich groß sind, die Stromaufnahmen der jeweiligen Stromkreise gleich groß. Streng genommen variiert die Strombilanz in jedem Moment aufgrund eines durch den Motor 14 fließenden Spitzenstroms, eines überlagerten Wechselstrom-Ripplestroms, des Unterschieds in der Schaltungsimpedanz oder ähnlichem, so dass hier angenommen wird, dass sie in Bezug auf den effektiven Strom im Wesentlichen gleich sind.
Ferner kann in dem Fall, in dem eine erhöhte Spannung so eingestellt wird, dass PVd > PVa ist, die Verteilung (Strombilanz) der Stromaufnahmen der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 und der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 im Motorstrom entsprechend der Potentialdifferenz zwischen PVd und PVa geändert werden. Obwohl sie von der Höhe der erhöhten Spannung, dem Durchlassspannungsabfall VF der Seriendioden 82 und 323A und der Stromaufnahme des Motors abhängt, beträgt die Potenzialdifferenz, die eine Anpassung des Stromgleichgewichts ermöglicht, ungefähr weniger als 5 V {19(2)}. In dem Fall, in dem die Potenzialdifferenz gleich oder größer als 5 V ist und die Steuerung des Ausgangsstroms der Unterstützungsstromversorgung nicht durchgeführt wird, z. B. in dem Fall, in dem eine Spannung so erzeugt wird, dass eine erhöhte Spannung in 19(3) die Beziehung PVd - PVa > 5 V erfüllt, ist der größte Teil des vom Motor 14 verbrauchten Stroms PVd, d. h. von der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 geliefert. Insbesondere in dem Fall, in dem der Stromverbrauch des Motors auf 6 A eingestellt ist, liefert jede Stromversorgungserhöhungsschaltung jedes Mal einen Strom von 3 A, wenn PVd = PVa ist, aber das Stromungleichgewicht beschleunigt sich allmählich auf 6 A und 0 A, wenn die Potenzialdifferenz zwischen PVd und PVa zunimmt.
Zu diesem Zeitpunkt kann der Spannungsrückkopplungswert so eingestellt werden, dass PVd - PVa < 5 V ist, oder PVd kann frei wählbar geändert werden, um die Stromverbrauchsverteilung anzupassen. Da sich jedoch, wie oben beschrieben, die Strombilanz jeden Moment ändert und es schwierig ist, eine frei wählbare Stromverteilung als Effektivstrom beizubehalten, ist es vorzuziehen, den Strom durch Stromrückführung zu begrenzen, indem der Wert der Spannungsrückführung auf den ersteren Wert (PVd - PVa < 5 V) eingestellt wird. Daher ist in der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 auch eine Stromrückkopplungsschaltung (Unterstützungsstromsteuerung 57) vorgesehen, die als Gleichstrom-seitige Stromversorgungserhöhungsschaltung dient, und die Ausgangsstromsteuerung wird mit einem Ausgangsstromsteuersignal für eine Unterstützungsstromversorgung einer Sub-Steuerung 80 durchgeführt. In dem Fall, in dem der Motorstromverbrauch 6 A und der Strombegrenzungswert der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 3 A beträgt, ist es möglich, ein Stromgleichgewicht aufrechtzuerhalten, bei dem der Stromverbrauch der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 3 A und der Stromverbrauch der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 3 A beträgt, selbst wenn PVd - PVa > 5 V ist. Somit sind in der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 ein Spannungsrückführungskreis für die Spannungsregelung und ein Stromrückführungskreis für die Stromregelung enthalten, was zu einer Konfiguration führt, in der es möglich ist, indirekt jede beliebige Leistung aus den Akku-Packs 5 zu entnehmen. Konkret kann in dem Fall, in dem den Akku-Packs 5 eine Ausgangsleistung von 750 W entnommen werden Ziel, PVd auf 375 V und eine Stromaufnahme von 2 A eingestellt werden, wie in 19(4) dargestellt. Als Einstellmethode kann eine vorbestimmte Widerstandsspannungsteilung oder ein Nebenschlussregler verwendet werden, aber wie in 18 dargestellt, kann ein Unterstützungsspannungsregler 61 mit einem Fotokoppler und einer Unterstützungsstromsteuerung 57 verwendet werden, um einen Schaltungsparameter auf der Sekundärseite eines Transformators 51 frei wählbar einzustellen.
Hinsichtlich der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32, die als wechselstromseitiger Stromversorgungserhöhungsschaltkreis dient, wird die Spannungssteuerung mit festem PVa durchgeführt, indem ein von der Hauptsteuerung 40 empfangenes Erhöhungsspannungssteuersignal an den Erhöhungsspannungsregler 325 angelegt wird. Darüber hinaus führt die Hauptsteuerung 40 eine Regelung auf eine Obergrenze von 1500 W oder weniger einer Wechselstromsteckdose durch, indem sie die Zieldrehzahl des Motors 14 über die Wechselrichtereinheit 33 so variiert, dass 15 A durch ein Laststromerfassungssignal der Wechselstromerfassungseinheit 37 nicht überschritten werden.
Durch die Drehung des Motors 14 wird Luft komprimiert, und der Innendruck der Lufttanks 12a und 12b steigt allmählich an, was zu einem Anstieg der Stromaufnahme des Motors 14 führt, wobei die Geschwindigkeit des Anstiegs des Innendrucks der Lufttanks mit abnehmender Drehzahl abnimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Steuerung in dem Fall beschrieben, in dem die Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 Energie aus den Akku-Packs 5 entnimmt und zuführt.
Die Aufteilung der Stromaufnahmen entsprechend der gleichstromseitig erhöhten Spannung PVd und der wechselstromseitig erhöhten Spannung PVa wird in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen PVd und PVa bestimmt. Da jedoch die Strombilanz im Bereich einer geringen Potentialdifferenz plötzlich schwankt, ist es äußerst schwierig, die Verteilung der Stromaufnahmen durch Variieren von PVd innerhalb des Bereichs von 5 V in Bezug auf PVa frei wählbar einzustellen, ohne eine Stromregelung in 19(2) durchzuführen. Außerdem besteht die Beziehung zwischen dem Transformator 51 und dem Innenwiderstand der Batterie 5, so dass die Gleichstromerhöhungsseite nicht unbedingt dominant wird, wie in 19(3) dargestellt, selbst wenn die Potenzialdifferenz 5 V oder mehr beträgt, und es sich daher nur um einen Richtwert handelt. Beispielsweise gibt es in dem Fall, in dem der Stromwert (d. h. ein Stromeinstellwert auf der Grundlage der Stromrückführung), der durch die Unterstützungsstromversorgungseinheit 50, die eine gleichstromseitige Stromversorgung ist, begrenzt wird, kein Problem, selbst wenn die Potenzialdifferenz zwischen PVd und PVa etwa 1 V beträgt (kann gleich oder größer als VF der Seriendiode 82 sein). Das heißt, wenn eine ausreichende Potentialdifferenz sichergestellt ist, wie in 19(4) dargestellt, kann der Strom bis zu dem Stromwert angelegt werden, der durch die Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 begrenzt werden Ziel, aber er kann eine Spitze bei einem Strom erreichen, der kleiner ist als der Grenzstrom in dem Fall, in dem die Potentialdifferenz klein ist.
Streng genommen ist in 19 die Stromaufnahme des Motors 14 nicht linear wie der Effektivstrom rechts dargestellt, sondern schwankt stets stark. Auch in 19(4) steigt die Verteilung der Stromaufnahmen auf der Seite der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 durch die Einstellung einer hohen PVd-Spannung an, jedoch wird die PWM-Steuerung der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 durch einen Stromrückführkreis begrenzt, so dass die PVd-Spannung augenblicklich sinkt. Wenn sich die Stromverteilung ändert und die Stromaufnahme zum nächsten Zeitpunkt sinkt, wird die Spannung dieses Mal erhöht, bis die Begrenzung durch die Spannungsrückkopplungsschaltung erfolgt ist. Auf diese Weise wird bei Wiederholung eines Zyklus, in dem die PVd-Spannung steigt → die Stromaufnahme steigt → die PVd-Spannung sinkt → die Stromaufnahme sinkt → die PVd-Spannung steigt, die effektiv eingestellte Leistung entnommen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die PVd-Spannung auf 375 V oder mehr eingestellt wird, aber dies ist nur ein Richtwert für einen Zielwert zum Zeitpunkt der Durchführung der Spannungsrückführung auf die PVd-Spannung. In dem Fall, in dem der Stromwert 2 A oder mehr beträgt, selbst in einem Zustand, in dem die PVd-Spannung weniger als 375 V beträgt, wird das Tastverhältnis der PWM-Steuerung durch die Stromrückführung verringert, und die PVd-Spannung kann auf weniger als 375 V eingestellt werden.
20 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Luftkompressors gemäß der dritten Ausführungsform illustriert. Wenn eine Betriebstaste 195 auf einem Bedienfeld 19 in 18 gedrückt wird, steigt der Innendruck des Lufttanks mit der Drehung des Motors 14 durch die Motorsteuerung der Hauptsteuerung 40. Hier wird die Einstellung der Unterstützung in Übereinstimmung mit einem von der Hauptsteuerung 40 empfangenen Unterstützungsanforderungs-Flag und einem von der Sub-Steuerung 80 empfangenen Unterstützungsmöglichkeits-Flag durchgeführt und so eingestellt, dass sie sich in einem Modus befindet, in dem die Leistungsunterstützung ausgeführt wird (Energie wird von den Akku-Packs 5 durch den Betrieb der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 entnommen), wenn die Sub-Steuerung 80 das Unterstützungsmöglichkeits-Flag (Unterstützungsmöglichkeits-Flag: H) ausgibt und die Hauptsteuerung 40 das Unterstützungsanforderungs-Flag (Unterstützungsanforderungs-Flag: H) ausgibt, d. h. in einem Unterstützungsmodus. Zu diesem Zeitpunkt schwankt der Motorstrom ständig stark, und daher ist zu beachten, dass es eine Zeitdifferenz aufgrund der Verarbeitung eines Schaltungsfilters und der Steuerungen 40 und 80 in dem Fall gibt, in dem die Strombegrenzung mit einem Effektivstrom durchgeführt wird. Eine erhöhte Wechselstromversorgungsspannung (die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32) wird auf PVa eingestellt, eine erhöhte Gleichstromversorgungsspannung (die Ausgangsspannung der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50) während der Unterstützung wird auf PVd eingestellt, und es wird ein Verhältnis von PVd > PVa hergestellt. Wenn der Wechselstrom-Laststrom etwa 15 A erreicht, führt die Hauptsteuerung 40 eine Regelung durch, so dass der Strom unmittelbar vor 15 A beibehalten wird, während der Zielwert der Motordrehzahl allmählich verringert wird.
Wenn der Innendruck der Lufttanks zu einem Zeitpunkt vor einem Zustand A extrem nahe bei 0 liegt, kommt es zu einem plötzlichen Anstieg der Drehzahl, wenn die maximale Zieldrehzahl im Voraus auf R2 (3000 U/min) eingestellt wird, was sich für den Benutzer unangenehm anfühlt, und daher wird eine anfängliche maximale Zieldrehzahl auf R1 (2300 U/min) eingestellt, die niedriger als R2 ist, um den Motorantrieb durchzuführen. Um jedoch vorrangig den Innendruck der Lufttanks zu erhöhen, kann die maximale Ziel-Drehzahl ab dem Zeitpunkt, zu dem der Motor 14 gestartet wird, auf R2 gesetzt werden. Zu diesem Zeitpunkt gibt es kein Unterstützungsanforderungs-Flag (Unterstützungsanforderungs-Flag: L), und der effektive Unterstützungsstrom ist ebenfalls Null.
Zustand A: Wenn der Innendruck der Lufttanks einen Maximaldruck Pmax erreicht, stoppt die Hauptsteuerung 40 die Drehung des Motors. Obwohl hier ausgelassen, sendet die Hauptsteuerung 40 eine Mitteilung an die Sub-Steuerung 80, dass sie aufladbar ist, und so kann das Aufladen des Akku-Packs 5 mit einem freien Wechselstrom gestartet werden. Die Sub-Steuerung 80 startet die Ladesteuerung.
Zustand B: Wenn der Innendruck der Lufttanks um einen festen Betrag abnimmt, stoppt die Hauptsteuerung 40 den Ladevorgang, wenn der Druck einen Wiedereinschaltdruck P2 erreicht, und versucht, den Druck durch Drehen des Motors 14 wieder zu erhöhen.
Zustand C: In dem Fall, in dem die verbrauchte Luftmenge unabhängig vom Neustart des Motors 14 groß ist, sinkt der Innendruck der Lufttanks weiter auf einen Druck P1 -Start der Leistungsunterstützung. Dann beginnt die Sub-Steuerung 80 mit dem Flag „Unterstützung möglich“ entsprechend dem von der Hauptsteuerung 40 empfangenen Flag „Unterstützungsanforderung“ mit der Leistungsunterstützung. Wenn die Hauptsteuerung 40 zu diesem Zeitpunkt die Ziel-Drehzahl plötzlich auf R2 erhöht, kann die Erhöhung der Ist-Drehzahl des Motors aufgrund der Leistungsunterstützung nicht aufholen, so dass es zu einem Überschwingen des Wechselstroms kommt. Um ein solches Überschwingen des Wechselstroms zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Steuerung eines Zustands E, der später beschrieben wird, tatsächlich durchzuführen.
Zustand D: Wenn der Anstieg des Innendrucks der Lufttanks aufgrund der Leistungsunterstützung die verbrauchte Luftmenge übersteigt und der Druck einen Unterstützungsstoppdruck P3 erreicht, senkt die Hauptsteuerung 40 das Unterstützungsanforderungs-Flag, und somit stoppt die Sub-Steuerung 80 die Unterstützung. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Ziel-Drehzahl allmählich abnimmt und die Ist-Drehzahl aufgrund des Anhaltens der Unterstützung schneller abnimmt, kommt es ebenfalls zu einem Überschwingen des Wechselstroms. Um ein solches Überschwingen des Wechselstroms zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Steuerung eines Zustands F, der später beschrieben wird, tatsächlich durchzuführen.
Zustand E: Wenn im Zustand C die Ziel-Drehzahl allmählich in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Ist-Drehzahl zu Beginn der Unterstützung erhöht wird, tritt kein Überschwingen des Wechselstroms auf. Das heißt, wenn die Unterstützung gestartet wird, wird eine maximale Ziel-Drehzahl von R1 auf R2 geändert, aber eine normale Steuerung kann durchgeführt werden, so dass der Wechselstrom 15 A nicht übersteigt. Selbst wenn ein Anstieg der Ist-Drehzahl aufgrund der Unterstützung schneller ist als die Aktualisierung der Ziel-Drehzahl, tritt nur eine vorübergehende Unterschreitung des Wechselstroms auf und es tritt kein tatsächlicher Schaden auf, was sicherer ist.
Zustand F: Wenn im Zustand D die maximale Zieldrehzahl von R2 auf R1 plötzlich verringert wird, wenn die Unterstützung gestoppt wird, kommt es nicht zu einem Überschwingen. In dem Fall, in dem die Differenz zwischen R2 und R1 extrem groß ist, ist die Verringerung der Ist-Drehzahl deutlich langsamer, so dass es in diesem Fall zu einer vorübergehenden Unterschreitung kommt, was aber kein Problem darstellt.
Zustand G: Dies ist ein Beispiel für einen Fall, in dem die Unterstützung während der Leistungsunterstützung gestoppt wird. Die Sub-Steuerung 80 kann die Unterstützungsmöglichkeit aufgrund von Faktoren wie einem Absinken der Batteriespannung und einem Anstieg der Temperatur der Batterie herabsetzen, aber es wird ein Fall angenommen, in dem das Akku-Pack 5 entfernt wird. Da die Unterstützungsleistung sofort verschwindet, wenn das Akku-Pack 5 entfernt wird, muss die maximale Zieldrehzahl sofort von R2 auf R1 verringert werden, um ein Überschwingen des Wechselstroms zu verhindern. In dem Fall, in dem die Sub-Steuerung 80 feststellt, dass eine Anomalie in Hinsicht auf das Batteriespannungsüberwachungssignal der Batteriespannungserkennungseinheit 46 vorliegt, kann die Sub-Steuerung 80 sofort das Flag „Unterstützung möglich“ löschen und das Auftreten der Anomalie durch Kommunikation an die Hauptsteuerung 40 übermitteln. Hier kann aber eine Zeitdifferenz auftreten. Folglich kann das Batteriespannungsüberwachungssignal der Sub-Steuerung 80 eine Funktion haben, die durch Flankenerkennung zusätzlich zur normalen Batteriespannungsüberwachung unterbrochen werden kann. Darüber hinaus tritt je nach Kommunikationszeitpunkt auch eine Zeitdifferenz bei der Einstellung der maximalen Zieldrehzahl durch die Hauptsteuerung 40 auf, so dass es sogar vorteilhaft ist, dass das „Unterstützung möglich“ Flag der Sub-Steuerung 80 ebenfalls auf eine Flankenunterbrechung eingestellt ist. Dadurch kann auch in dem Fall, in dem das Akku-Pack 5 entfernt wird, die Unterstützung gestoppt werden, während ein Überschwingen eines Wechselstroms verhindert wird.
Zustand H: Dies ist ein Zustand, in dem der Benutzer den Motor 14 manuell stoppt.
21 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Hauptsteuerung 40 illustriert. Nach dem Start des Vorgangs ermittelt die Hauptsteuerung 40 in Schritt S51, ob die Bedingungen für den Motorantrieb erfüllt sind oder nicht. Im Fall von NEIN, bei dem die Motorantriebsbedingungen nicht erfüllt sind, wird Schritt S51 wiederholt. Im Fall von JA, bei dem die Motorantriebsbedingungen erfüllt sind, wird in Schritt S52 bestätigt, ob der aktuelle Motorantrieb neu gestartet wird oder nicht. Im Falle eines Wiederanlaufs wird in Schritt S53 ein Ladeverbots-Flag gesetzt (Ladeverbots-Flag: H), und in Schritt S54 wird die Motorsteuerung mit der maximalen Zieldrehzahl R1 durchgeführt.
Als Nächstes wird in Schritt S55 bestimmt, ob der Wechselstrom gleich oder größer als ein bestimmter Wert ist (z. B. 14,7 V oder mehr). Im Falle von JA bei" ist Wechselstrom gleich oder größer als der vorgegebene Wert" wird in Schritt S56 bestimmt, ob der Innendruck der Lufttanks gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist oder nicht. Im Falle von JA, wenn der Innendruck der Lufttanks gleich oder kleiner als der angegebene Wert ist, wird in Schritt S57 bestimmt, ob eine Unterstützungsmöglichkeits-Flag der Sub-Steuerung 80 vorhanden ist oder nicht. Falls JA, wenn also eine Unterstützungsmöglichkeits-Flag vorliegt (Unterstützungsmöglichkeits-Flag: H) wird im Schritt S58 ein Unterstützungsanforderungs-Flag gesetzt (Unterstützungsanforderungs-Flag: H), und im Schritt S59 wird die Motorsteuerung mit einer maximalen Zieldrehzahl R2 durchgeführt. Darüber hinaus wird in Schritt S60 bestimmt, ob die Motorstoppbedingungen erfüllt sind oder nicht. In dem Fall, in dem die Motorstoppbedingungen erfüllt sind, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt S60 JA, das Unterstützungsanforderungs-Flag wird in Schritt S61 gelöscht (Unterstützungsanforderungs-Flag: L), der Motor 14 wird in Schritt S62 gestoppt, das Ladeverbots-Flag wird in Schritt S63 gelöscht (Ladeverbots-Flag: L), und der Vorgang kehrt zu Schritt S51 zurück, um zu bestimmen, ob die Motorantriebsbedingungen erfüllt sind oder nicht. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S60 NEIN ist, kehrt der Vorgang zu Schritt S55 zurück. In dem Fall, in dem die Bestimmungsergebnisse in den Schritten S55, S56 und S57 NEIN sind, fährt der Vorgang mit Schritt S64 fort, das Unterstützungsanforderungs-Flag wird gelöscht, und der Vorgang fährt mit Schritt 65 fort, um zu bestimmen, ob die Motorstoppbedingungen erfüllt sind oder nicht. In dem Fall, in dem die Motorstoppbedingungen erfüllt sind, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt 65 JA, und der Vorgang wird mit Schritt S62 fortgesetzt. In dem Fall, in dem die Motorstoppbedingungen nicht erfüllt sind, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt 65 NEIN, und der Vorgang kehrt zu Schritt S54 zurück. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt 52 NEIN ist, wird der Motor zum ersten Mal angetrieben, und die Unterstützungssteuerung wird nicht ausgeführt. In diesem Fall wird, nachdem das Ladeverbots-Flag in Schritt S66 gesetzt wurde, die Motorsteuerung mit einer maximalen Zieldrehzahl R1 in Schritt S67 durchgeführt. Als nächstes wird in Schritt 68 die Bestimmung, ob die Motorstoppbedingungen erfüllt sind oder nicht, wiederholt durchgeführt, bis die Motorstoppbedingungen erfüllt sind, d.h. bis das Bestimmungsergebnis in Schritt 68 JA lautet. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S68 JA ist, wird der Motor in Schritt 69 angehalten, das Ladeverbots-Flag wird in Schritt 70 gelöscht, und der Vorgang kehrt zu Schritt S51 zurück.
22 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Sub-Steuerung 80 illustriert. Nachdem der Vorgang gestartet wurde, bestimmt die Sub-Steuerung 80 in Schritt S71, ob die Batterie angeschlossen ist oder nicht. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S71 NEIN ist, gibt es kein Akku-Pack, und somit wird die Unterstützungssteuerung in Schritt S72 gestoppt, das Unterstützungsmöglichkeits-Flag (Unterstützungsmöglichkeits-Flag: L) wird in Schritt S73 gelöscht, und der Vorgang kehrt zu Schritt S71 zurück.
In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S71 JA ist und das Akku-Pack angeschlossen ist, wird in Schritt S74 bestimmt, ob ein Ladeverbots-Flag vorhanden ist oder nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S74 NEIN ist (Ladeverbots-Flag: L), ist das Laden erlaubt, die Ladekontrolle wird in Schritt S75 gestartet, und der Vorgang kehrt zu Schritt S71 zurück.
In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S74 JA ist (Ladeverbots-Flag: H), ist das Laden verboten, und daher wird die Ladesteuerung in Schritt S76 gestoppt. Dann wird in Schritt S77 bestimmt, ob die Spannung des Akku-Packs, die Temperatur des Akku-Packs und der Zustand (Temperatur und dergleichen) eines Substrats, das ein Schaltelement und dergleichen enthält, mögliche Hilfsbedingungen erfüllen oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S77 „JA“ ist und bestimmt wird, dass eine Unterstützung durchgeführt werden kann, wird in Schritt S78 ein Unterstützungsmöglichkeits-Flag gesetzt (Unterstützungsmöglichkeits-Flag: H). Dann wird in Schritt S79 bestimmt, ob ein Unterstützungsanforderungs-Flag vorhanden ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S79 „JA“ ist, d.h., es gibt ein Unterstützungsanforderungs-Flag (Unterstützungsanforderungs-Flag: H), wird die Unterstützungssteuerung in Schritt S80 gestartet, und danach kehrt der Vorgang zu Schritt S71 zurück. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S77 NEIN ist, d.h., eine Unterstützung kann nicht durchgeführt werden, und wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S79 NEIN ist, d.h., es gibt kein Unterstützungsanforderungs-Flag (Unterstützungsanforderungs-Flag: L), fährt der Vorgang mit Schritt S71 fort, ohne eine Unterstützungssteuerung durchzuführen.
23 ist ein Flussdiagramm, das Operationen der Hauptsteuerung 40 und der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 einschließlich des Erhöhungsspannungsreglers 325 unter den spezifischen Operationen der Motorsteuerung in Schritt S53 und Schritt S58 im Flussdiagramm von 21 illustriert. Nach dem Start des Vorgangs vergleicht die Hauptsteuerung 40 in Schritt S91 den von der Erhöhungsspannungserkennungseinheit 38 erfassten Ausgangsspannungseffektivwert (PVa) der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 mit 370 V, der ein Zielwert (zweiter Spannungszielwert) der Ausgangsspannung ist. Das heißt, es wird festgestellt, ob die Bedingung „Ausgangsspannungseffektivwert (PVa) < 370 V“ erfüllt ist oder nicht. Wenn die Bedingung des „Ausgangsspannungseffektivwerts (PVa) < 370 V“ erfüllt ist, ist das Bestimmungsergebnis JA, und das Tastverhältnis des Schaltelements in der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 wird in Schritt S92 erhöht, so dass der Ausgangsspannungseffektivwert (PVa) erhöht wird, um in die Nähe von 370 V gebracht zu werden. Wenn die Bedingung „Ausgangsspannungseffektivwert (PVa) < 370 V“ nicht erfüllt ist, wird außerdem das Bestimmungsergebnis „NEIN“ ausgegeben, und das Tastverhältnis des Schaltelements in der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 wird in Schritt S93 verringert, so dass der Ausgangsspannungseffektivwert (PVa) verringert wird, um in die Nähe von 370 V gebracht zu werden. Nach Schritt 92 und Schritt 93 vergleicht die Hauptsteuerung 40 in Schritt S94 den von der Lastwechselstromerfassungseinheit 37 erfassten Ausgangsstromeffektivwert mit 15 A, so dass der Lastwechselstrom einen maximalen Nennstrom von 15 A einer Steckdose nicht überschreitet. Das heißt, es wird festgestellt, ob die Bedingung „Ausgangsstromeffektivwert < 15 A“ erfüllt ist oder nicht. Wenn die Bedingung des „Ausgangsstrom-Effektivwerts < 15 A“ nicht erfüllt ist, d.h. der Ausgangsstrom-Effektivwert die Nennspannung von 15 A der Steckdose überschreitet, ist das Bestimmungsergebnis in Schritt S94 NEIN. Um die Last des Motors 14 zu verringern, um den Ausgangsstrom-Effektivwert auf 15 A oder weniger zu senken, wird die Zieldrehzahl des Motors 14 in Schritt S96 verringert, und der Vorgang kehrt zu Schritt S91 zurück. Wenn die Bedingung „Ausgangsstrom-Effektivwert < 15 A“ erfüllt ist und das Bestimmungsergebnis in Schritt S94 „JA“ lautet, hat der Ausgangsstrom-Effektivwert eine Grenze für die Nennspannung von 15 A der Steckdose. Daher wird die Zieldrehzahl des Motors 14 in Schritt S95 erhöht, und der Vorgang kehrt zu Schritt S91 zurück. In dem Fall, in dem die maximale Zieldrehzahl im Flussdiagramm in 21 auf R1 eingestellt ist, ist ein oberer Grenzwert in dem Fall, in dem die Zieldrehzahl des Motors 14 in Schritt S95 erhöht wird, R1. In ähnlicher Weise ist in dem Fall, in dem die maximale Zieldrehzahl in dem Flussdiagramm in 21 auf R2 gesetzt ist, der obere Grenzwert in dem Fall, in dem die Zieldrehzahl des Motors 14 in Schritt S95 erhöht wird, R2.
Im Flussdiagramm von 23 wird das Tastverhältnis des Schaltelements in der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32, d.h. ein Ausgangsspannungseffektivwert (PVa) der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32, durch die Ausgangsspannung der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 rückgekoppelt gesteuert. Darüber hinaus wird eine Ziel-Drehzahl durch den Ausgangsstromwert rückgeführt, der 15 A nicht überschreiten darf.
24 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 einschließlich der Sub-Steuerung 80 und der Unterstützungsstromversorgungs-Treiberschaltung 54 unter den spezifischen Operationen der Motorsteuerung in den Schritten S53 und S58 im Flussdiagramm von 21 zeigt. Nachdem der Betrieb gestartet wurde, bestimmt die Sub-Steuerung 80 in Schritt S101, ob die Unterstützungssteuerung gestartet wurde oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S101 NEIN lautet, wird Schritt S101 wiederholt. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S101 JA ist, wird die Unterstützungssteuerung gestartet, und die Stromzufuhr von der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 wird gestartet. So wird eine Spannung von der Unterstützungsspannungserkennungseinheit 60 erfasst und der Strom von der Unterstützungsstromsteuerung 57 erfasst. Als nächstes führt die Sub-Steuerung 80 eine Strombegrenzung durch, so dass der von der Unterstützungsstromsteuerung 57 erfasster Ausgangsstromeffektivwert der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 2 A nicht überschreitet, und somit wird in Schritt S102 ermittelt, ob die Bedingung „Ausgangsstromeffektivwert < 2 A“ erfüllt ist oder nicht. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S 102 JA lautet und die Bedingung des „Ausgangsstromeffektivwerts < 2 A“ erfüllt ist, wird der von der Unterstützungsspannungserkennungseinheit 60 erfasste Ausgangsspannungseffektivwert (PVd) mit einem Zielwert (erster Spannungszielwert) er Ausgangsspannung verglichen. Das heißt, es wird in Schritt S103 ermittelt, ob der „Ausgangsspannungseffektivwert (PVd) < 375 V“ erfüllt ist oder nicht. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S103 JA ist und die Bedingung des „Ausgangsspannungseffektivwerts (PVd) < 375 V“ erfüllt ist, wird das Tastverhältnis des Schaltelements in der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 in Schritt S104 erhöht, so dass der Ausgangsspannungseffektivwert (PVd) erhöht wird, um in die Nähe von 375 V gebracht zu werden. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S102 NEIN ist und die Bedingung „Ausgangsspannungseffektivwert < 2 A“ nicht erfüllt ist, ist das Verhältnis des Ausgangsstromeffektivwerts der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 im Vergleich mit dem Ausgangsstromeffektivwert der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 höher, und es wird geschätzt, dass die Leistungsunterstützung vom Akku-Pack 5 außerhalb eines geeigneten Bereichs liegt. Daher wird das Tastverhältnis des Schaltelements in der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 in Schritt S105 verringert, um das Verhältnis des Ausgangsstromeffektivwerts der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 durch Verringerung des Ausgangsspannungseffektivwerts der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 zu verringern. Darüber hinaus wird auch dann, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S103 NEIN ist und die Bedingung „Ausgangsspannungseffektivwert (PVd) < 375 V“ nicht erfüllt ist, die Einschaltdauer in Schritt S105 verringert, so dass der Ausgangsspannungseffektivwert (PVd) verringert wird, um in die Nähe von 375 V gebracht zu werden. Nachdem Schritt S104 oder Schritt S105 ausgeführt wurde, wird in Schritt S106 bestimmt, ob die Unterstützungssteuerung gestoppt werden Ziel oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S106 „JA“ lautet, wird die Unterstützungssteuerung gestoppt, und der Vorgang kehrt zu Schritt S101 zurück. In dem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis in Schritt S106 NEIN ist, kann die Unterstützungssteuerung fortgesetzt werden, und der Vorgang kehrt zu Schritt S102 zurück.
Im Flussdiagramm von 24 wird die Einschaltdauer des Schaltelements in der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 unter Verwendung sowohl eines Stromwerts als auch eines Spannungswerts rückgekoppelt gesteuert. Dadurch kann der Ausgangsstrom auf der Seite des Akku-Packs 5 begrenzt werden, und es kann zuverlässig vermieden werden, dass der Wechselstrom sinkt und der Ausgangsstrom auf der Seite des Akku-Packs 5 steigt. Darüber hinaus kann die Einschaltdauer direkt anhand eines Stromwertes gesteuert werden, was zu einem guten Ansprechverhalten führt.
Gemäß dieser dritten Ausführungsform können die folgenden Effekte erzielt werden. Der Einfachheit halber werden die Effekte als die der dritten Ausführungsform beschrieben, aber ähnliche Effekte können auch in den Konfigurationen der ersten und zweiten Ausführungsform erzielt werden.

(1) Der Luftkompressor 1 beinhaltet die als erste Stromversorgungseinheit dienende Unterstützungsstromversorgungseinheit 50, die die Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 als Gleichstromversorgung erhöht und die erhöhte Spannung an den Motor 14 ausgibt, eine zweite Stromversorgungseinheit (eine Schaltungsanordnung mit der Gleichrichtereinheit 31 und der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32), die zusammen mit der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 elektrisch parallel an den Motor 14 angeschlossen ist, die Spannung der externen Wechselstromversorgungseinheit 39 erhöht und die erhöhte Spannung an den Motor 14 ausgibt, und die Steuerungen 40 und 80, die die Ausgangsspannungen der Unterstützungsstromversorgungseinheit 50 und der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit 32 steuern, und die Steuerungen 40 und 80 die Erhöhungsbeträge der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit steuern, so dass die Ausgangsleistung der ersten Stromversorgungseinheit und die Ausgangsleistung der zweiten Stromversorgungseinheit kombiniert und an den Motor 14 geliefert werden. Dadurch ist es möglich, die Leistung des Luftkompressors 1 zu verbessern (den Druckluftdruck zu erhöhen), indem die Akku-Packs 5 zur Leistungsunterstützung eingesetzt werden.
(2) Eine erste Ausgangsstromerfassungseinheit (eine Schaltung, die die Unterstützungsstromsteuerung 57 und den Stromerfassungswiderstand 58 beinhaltet), die den Ausgangsstromwert der ersten Stromversorgungseinheit erfasst, ist vorgesehen, und die Steuerungen 40 und 80 steuern den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit auf der Grundlage des erfassten Werts der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit, und somit kann die Leistungsunterstützung so durchgeführt werden, dass der aus dem Akku-Pack 5 entnommene Ausgangsstrom in einem geeigneten Bereich liegt, d.h. der Ausgangsstrom fällt unter einen vorbestimmten ersten Stromschwellenwert (beispielsweise 2 A).
(3) Die erste Stromversorgungseinheit beinhaltet eine erste Ausgangsspannungserfassungseinheit (Unterstützungsspannungserkennungseinheit 60), die den Ausgangsspannungswert PVd davon erfasst, die zweite Stromversorgungseinheit beinhaltet eine zweite Ausgangsspannungserfassungseinheit (Erhöhungsspannungserkennungseinheit 38), die den Ausgangsspannungswert PVa davon erfasst, und die Steuerungen 40 und 80 können einen Erhöhungsbetrag der zweiten Stromversorgungseinheit so steuern, dass ein erfasster Wert der zweiten Ausgangsspannungserfassungseinheit mit einem vorbestimmten zweiten Spannungszielwert (z.B. 370 V) übereinstimmt, und können einen Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuern, dass ein erfasster Wert der ersten Ausgangsspannungserfassungseinheit mit einem vorbestimmten ersten Spannungszielwert (z.B. 375 V) übereinstimmt, der größer als der zweite Spannungszielwert ist. Dadurch ist es möglich, eine Leistungsverteilung zwischen der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit angemessen einzustellen.
(4) Die Steuerungen 40 und 80 können den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuern, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit unter den ersten Stromschwellenwert fällt, während der erste Spannungszielwert konstant gehalten wird. Dadurch ist es möglich, die Stromunterstützung durch das Akku-Pack 5 in einem geeigneten Bereich zu halten.

Obwohl die vorliegende Erfindung oben anhand der Ausführungsformen beispielhaft beschrieben wurde, Zielte dem Fachmann klar sein, dass im Rahmen der Ansprüche verschiedene Modifikationen an den Komponenten und den Verarbeitungsprozessen in den Ausführungsformen vorgenommen werden können. Im Folgenden werden Modifikationsbeispiele beschrieben.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform in 1 und 3 wurde eine Konfiguration übernommen, bei der der mit einer Batteriestromversorgung arbeitende Erhöhungsadapter 3 extern an den Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 mit einer zweiten, mit einem handelsüblichen Wechselstromnetzteil arbeitenden Stromversorgungseinheit angeschlossen ist. In einem Gehäuse (oder einer Abdeckung) des Luftkompressors kann jedoch auch eine dem Erhöhungsadapter entsprechende Schaltungsanordnung sowie gegebenenfalls eine Batterie untergebracht werden. Darüber hinaus sind der Luftkompressor-Hauptkörperbereich 2 und der Erhöhungsadapter 3 über ein Kabel miteinander verbunden, wobei jedoch eine Konfiguration angenommen werden kann, bei der eine Steckereinheit auf der Seite des Erhöhungsadapters 3 in eine Steckereinheit auf der Seite des Luftkompressor-Hauptkörperbereichs 2 eingesteckt wird, um eine elektrische und mechanische Verbindung herzustellen.
In der ersten Ausführungsform gemäß 6 wird eine maximale Stromentnahmemenge stufenweise in Abhängigkeit von der Innentemperatur und der Ausgangsspannung des Akku-Packs 5 verändert, kann aber auch kontinuierlich verändert werden.
In den oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen wurde eine Konfiguration beschrieben, in der zwei Akku-Packs mit dem Luftkompressor verbunden sind, aber die Anzahl der anzuschließenden Akku-Packs kann ein oder zwei oder mehr sein.
In den oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen wird die Ausgangsspannung des Akku-Packs direkt erfasst, aber in dem Fall, in dem das Akku-Pack eine eingebaute Restkapazitätserfassungsschaltung hat, wird ein Erfassungssignal der Restkapazitätserfassungsschaltung an eine Erfassungsschaltung des Luftkompressors übertragen. Da in diesem Fall die Ausgangsspannung des Akku-Packs abnimmt, wenn die Restkapazität reduziert wird, kann die Erfassungsschaltung das Restkapazitäts-Erfassungssignal vom Akku-Pack empfangen, um indirekt eine Abnahme der Ausgangsspannung des Akku-Packs zu erfassen.
In der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform wird die Ausgangsspannung des Wechselspannungsnetzteils nicht erfasst, aber es kann auch eine Konfiguration angenommen werden, bei der die Steuereinrichtung den ersten Zielwert (einen Ausgangsspannungseinstellwert der Unterstützungsstromversorgungseinheit) und den zweiten Zielwert (einen Erhöhungsspannungseinstellwert der Haupterhöhungsstromversorgungseinheit) stärker absenkt, wenn die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung kleiner als ein dritter Schwellenwert ist, als wenn die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung gleich oder größer als der dritte Schwellenwert ist, indem die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung in der Erfassungsschaltung erfasst werden kann (z.B., durch Anwendung einer Spannungserfassungsschaltung, die eine Spannung auf er Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Gleichrichtereinheit 31 in 14A).
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Luftkompressor als Arbeitsmaschine dargestellt ist, kann die vorliegende Erfindung auf Arbeitsmaschinen angewendet werden, bei denen der Bedarf besteht, den Mangel an von einer Wechselstromversorgung gelieferter Energie durch von einer Batteriestromversorgung gelieferte Energie zu ergänzen.
Bezugszeichenliste

1: Luftkompressor
2: Luftkompressor-Hauptkörperbereich
3: Erhöhungsadapter
5, 5-A, 5-B: Akku-Pack
10: Hauptgehäuseabdeckung
12a, 12b: Lufttank
13: Kompressoreinheit
14: Motor
19: Bedienfeldeinheit
20: Gehäuseunterbringungsbereich
31: Gleichrichtereinheit
32: Haupterhöhungsstromversorgungseinheit
33: Wechselrichtereinheit
37: Lastwechselstromerfassungseinheit
38: Erhöhungsspannungserkennungseinheit
40: Hauptsteuerung
45: Akkupaketmontagebereich
46: Batteriespannungserkennungseinheit
50, 50A, 50B: Unterstützungsstromversorgungseinheit
57: Unterstützungsstromsteuerung
60: Unterstützungsspannungserkennungseinheit
70: Ladeeinheit
80: Sub-Steuerung
90, 110: Stromkreis-Stromversorgungseinheit
100: Kommunikationsschaltung
170: Ladeeinheit
180: Erste Stromversorgungseinheit
181: Erste Erhöhungsschaltung
200: Hauptkörperschaltkreiseinheit
300: Hilfskreisschaltungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018155100 A [0003]

Claims

Arbeitsmaschine, die Folgendes aufweist: einen Motor; eine erste Stromversorgungseinheit, die mit einer Gleichstromversorgung verbunden ist, welche die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erhöht und die erhöhte Ausgangsspannung an den Motor ausgibt; eine zweite Stromversorgungseinheit, die elektrisch mit dem Motor parallel zu der ersten Stromversorgungseinheit verbunden ist, an eine externe Wechselstromversorgung angeschlossen ist, welche die Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung erhöht und die erhöhte Ausgangsspannung an den Motor ausgibt; und eine Steuerung, die die Erhöhungswerte der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit steuert, wobei die Steuerung die Erhöhungsbeträge der ersten Stromversorgungseinheit und der zweiten Stromversorgungseinheit so steuert, dass die von der ersten Stromversorgungseinheit ausgegebene Leistung und die von der zweiten Stromversorgungseinheit ausgegebene Leistung kombiniert und dem Motor zugeführt werden, und der Ausgangsspannungswert der ersten Stromversorgungseinheit größer wird als der Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes aufweist: eine erste Ausgangsstromerfassungseinheit, die den Ausgangsstromwert der ersten Stromversorgungseinheit erfasst, wobei die Steuerung einen Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit basierend auf einem erfassten Wert der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit steuert.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Steuerung den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit einen vorgegebenen ersten Stromschwellenwert unterschreitet.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, die weiterhin Folgendes aufweist: eine erste Ausgangsspannungserfassungseinheit, die den Ausgangsspannungswert der ersten Stromversorgungseinheit erfasst; und eine zweite Ausgangsspannungserfassungseinheit, die den Ausgangsspannungswert der zweiten Stromversorgungseinheit erfasst, wobei die Steuerung den Erhöhungsbetrag der zweiten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der erfasste Wert der zweiten Ausgangsspannungserfassungseinheit mit einem vorbestimmten zweiten Spannungszielwert übereinstimmt, und den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsspannungserfassungseinheit mit einem vorbestimmten ersten Spannungszielwert übereinstimmt, der größer als der zweite Spannungszielwert ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Steuerung den Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsstromerfassungseinheit den ersten Stromschwellenwert unterschreitet, während der erste Spannungszielwert festgelegt ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Drehzahlerfassungseinheit, die die Drehzahl des Motors erfasst; und eine Motorantriebsschaltung, die zwischen die erste Stromversorgungseinheit und die zweite Stromversorgungseinheit und den Motor geschaltet ist und den Antrieb des Motors durch Ändern einer dem Motor zuzuführenden Leistung steuert, wobei die Steuerung in der Lage ist, eine Zieldrehzahl des Motors einzustellen und die Motorantriebsschaltung so zu steuern, dass der erfasste Wert der Drehzahlerfassungseinheit mit der Zieldrehzahl übereinstimmt.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 6, wobei die Steuerung in der Lage ist, zwischen einem Unterstützungsmodus und einem Einzelmodus umzuschalten, wobei der Unterstützungsmodus ein Modus ist, in dem die Leistungsabgabe von der ersten Stromversorgungseinheit und die Leistungsabgabe von der zweiten Stromversorgungseinheit kombiniert und dem Motor zugeführt werden, und der Einzelmodus ein Modus ist, in dem die Leistungsabgabe von der zweiten Stromversorgungseinheit dem Motor zugeführt wird und keine Leistung von der ersten Stromversorgungseinheit zugeführt wird.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 7, wobei die Steuerung die Ziel-Drehzahl im Unterstützungsmodus höher einstellt als die Ziel-Drehzahl im Einzelmodus.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die erste Stromversorgungseinheit in der Lage ist, den Ausgangsspannungswert durch PAM-Steuerung zu verändern.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 9, die weiterhin Folgendes aufweist: eine erste Ausgangsspannungserfassungseinheit, die den Ausgangsspannungswert der ersten Stromversorgungseinheit erfasst, wobei die Steuerung einen Erhöhungsbetrag der ersten Stromversorgungseinheit so steuert, dass der erfasste Wert der ersten Ausgangsspannungserfassungseinheit mit einem ersten Spannungszielwert übereinstimmt, den ersten Spannungszielwert so einstellt, dass er kleiner ist als ein vorbestimmter Unterstützungsschwellenwert in dem Fall, in dem der Ausgangsstromwert der Wechselstromversorgung kleiner ist als ein erster Stromwert, und den ersten Spannungszielwert so einstellt, dass er gleich oder größer ist als der Unterstützungsschwellenwert in dem Fall, in dem der Stromwert der Wechselstromversorgung gleich oder größer ist als der erste Stromwert.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 10, wobei die Steuerung in der Lage ist, den ersten Spannungszielwert in einem Bereich des Unterstützungsschwellenwerts oder mehr so zu ändern, dass die Ausgangsleistung der ersten Stromversorgungseinheit und die Ausgangsleistung der zweiten Stromversorgungseinheit kombiniert und dem Motor zugeführt werden.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereich und ein Adapter elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereich die zweite Stromversorgungseinheit beinhaltet, wobei der Adapter außerhalb des Arbeitsmaschinen-Hauptkörper-Bereichs vorgesehen ist, an dem das Akku-Pack montierbar ist, und die erste Stromversorgungseinheit beinhaltet.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Stromerfassungsschaltung, die den Zustand des durch die erste Stromversorgungseinheit und die zweite Stromversorgungseinheit fließenden Stroms erfasst, wobei die Steuerung einen ersten Zielwert, der ein Zielwert der Ausgangsspannung der ersten Stromversorgungseinheit ist, und einen zweiten Zielwert, der ein Zielwert der Ausgangsspannung der zweiten Stromversorgungseinheit ist, so festlegt, dass die von der ersten Stromversorgungseinheit abgegebene Leistung und die von der zweiten Stromversorgungseinheit abgegebene Leistung kombiniert und dem Motor zugeführt werden, und die Steuerung den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert in Übereinstimmung mit einem erfassten Wert der Leistungserfassungsschaltung ändert.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 13, wobei die Leistungserfassungsschaltung die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung erfasst, und die Steuerung den ersten Zielwert und den zweiten Zielwert stärker verringert, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kleiner als ein erster Schwellenwert ist, als wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 14, wobei die Steuerung die Ausgabe der ersten Stromversorgungseinheit stoppt, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist.