JP2008308881A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータを主動力源とした建設機械や産業機械などの作業車両に係り、特に、電動モータの駆動源として、車載バッテリや外部電源を用いる作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle such as a construction machine or an industrial machine using an electric motor as a main power source, and more particularly to a work vehicle using an in-vehicle battery or an external power source as a drive source of the electric motor.
建設機械や産業機械などの土木工事や産業廃棄物の処理などに用いられる作業車両には、排気ガス規制や騒音・振動の規制などが求められている。作業車両において、このように排気ガスや騒音・振動が問題となる主要因は、エンジンを駆動源としていることによるものである。これに対し、排気ガスを全く排出せず、騒音・振動も大幅に低減した電動式の建設機械も存在する。かかる電動式の建設機械では、主駆動源として電動モータが用いられ、商用電源やバッテリからかかる電動モータに電力を供給することにより、かかる電動モータによってアクチュエータが駆動されて建設作業が行なわれるようにしている。 Work vehicles used for civil engineering work such as construction machinery and industrial machinery and disposal of industrial waste are required to have exhaust gas regulations and noise / vibration regulations. In a work vehicle, the main factors that cause problems with exhaust gas, noise, and vibration are the use of an engine as a drive source. On the other hand, there is an electric construction machine that does not exhaust exhaust gas at all and greatly reduces noise and vibration. In such an electric construction machine, an electric motor is used as a main drive source. By supplying electric power from a commercial power source or a battery to the electric motor, the actuator is driven by the electric motor to perform construction work. ing.
地下などのエンジン排気を行なうことができない現場では、かかる電動式の建設機械が用いられることが多く、外部の商用電源によって電動モータを駆動することによって作業が行なわれる。しかしながら、かかる電動式の作業車両では、その作業中、外部電源との間に電力ケーブルが接続されているため、これが作業車両の移動や旋回の妨げとなり、作業動作に制約が加わることになる。 Such an electric construction machine is often used at a site where engine exhaust such as underground is not possible, and work is performed by driving an electric motor by an external commercial power source. However, in such an electric work vehicle, a power cable is connected to the external power source during the work, and this hinders the movement and turning of the work vehicle, and restricts the work operation.
かかる問題を解消できるものとして、バッテリを搭載し、これを電動モータの電力供給源(電力源)とする電動式の建設機械が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, there has been proposed an electric construction machine equipped with a battery and using this as a power supply source (power source) of an electric motor (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載の技術は、バッテリを搭載したショベルであって、バッテリからインバータを介して複数の電動モータに電力を供給し、これら電動モータにより、掘削作業などを行なうリンク機構を駆動する各アクチュエータのシリンダヘ圧油を供給する油圧ポンプを駆動するものである。かかるショベルでは、バッテリの残量を検出する手段が備えられており、この残量が減少して予め設定された閾値に達したことが検知されると、バッテリからの電力供給を制限してアクチュエータの作動を制限するとともに、その旨を知らせる警報を発する警報手段が設けられている。この閾値はショベルが自力で充電施設まで移動できる程度のバッテリ残量を表わすものであり、警報の発生とともにショベルを充電施設まで移動させることにより、ショベルが立ち往生するのを防止できるようにしている。
The technology described in
ところで、一般には、バッテリのみを用いた駆動では、その充電容量によって作業時間が制限され、また、バッテリの残量がなくなったときの充電に時間がかかる。このため、作業機械に外部電源からの商用電源を併用可能とする機構を設け、商用電源が利用可能な作業であれば、この商用電源によってアクチュエータを駆動するとともに、内蔵のバッテリの充電を行ない、商用電源を利用しにくい作業の場合には、バッテリによってアクチュエータを駆動するという方式を採るのが好適な利用形態となる。
ところで、外部電源を利用可能なバッテリ搭載の作業車両の場合、バッテリによる駆動(以下、バッテリ駆動という)と外部電源(以下、外部電源駆動という)による駆動とのいずれの場合でも、オペレータにとっては同じ作業感覚で作業ができることが望まれる。 By the way, in the case of a battery-equipped work vehicle that can use an external power supply, it is the same for the operator whether it is driven by a battery (hereinafter referred to as battery drive) or driven by an external power supply (hereinafter referred to as external power supply drive). It is desirable to be able to work in a work sense.
しかしながら、一般に、バッテリから得られるパワーと外部電源から得られるパワーとは異なるものであり、このため、バッテリ駆動と外部電源駆動とでは、オペレータが同じ操作量のレバー操作を行なっても、これに対する作業車両の各部の動きが異なり、従って、作業量も異なってくる。この場合、オペレータが、作業を開始する前に、バッテリ駆動が行なわれるか、外部電源駆動が行なわれるかを認識でき、その認識のもとに操作をするのであれば、オペレータは違和感なく作業操作を行なうことができるものであるが、オペレータは、必ずしもかかる認識のもとに、作業操作を行なうとは限らない。 However, in general, the power obtained from the battery is different from the power obtained from the external power source. Therefore, even if the operator performs a lever operation of the same operation amount between the battery drive and the external power supply drive, The movement of each part of the work vehicle is different, and therefore the work amount is also different. In this case, the operator can recognize whether battery driving or external power supply driving is performed before starting the work, and if the operator operates based on the recognition, the operator can operate the work without any sense of incongruity. However, the operator does not always perform a work operation based on such recognition.
即ち、作業機械に電力ケーブルによって外部電源を接続した場合、この作業機械では、一般に、この外部電源によってバッテリの充電が行なわれるとともに、アクチュエータの駆動源になる。このため、これまでバッテリ駆動で作業が行なわれていたが、外部電源を接続することによって外部電源駆動に切り替わった場合、これをオペレータが認識せず、これまでのバッテリ駆動を意識した状態で作業を開始すると、外部電源のパワーが大きいため、同じ操作量のレバー操作に対し、作業車両の作業量が多く、オペレータに違和感が生ずることになる。また、逆にこれまで外部駆動が行なわれていたのを、外部電源を取り外すことにより、バッテリ駆動に変更されている場合、これをオペレータが認識せず、これまでの外部電源駆動を意識した状態で作業を開始すると、特に、バッテリの残量が減少している場合には、レバー操作に対するアクチュエータの応答速度が遅く、オペレータに違和感が生ずることになる。 That is, when an external power supply is connected to the work machine with a power cable, the work machine generally charges the battery with this external power supply and becomes a drive source for the actuator. For this reason, work has been done with battery power until now, but when switching to external power supply by connecting an external power supply, the operator does not recognize this and works in a state that is conscious of the previous battery drive. Since the power of the external power source is large when the operation is started, the work amount of the work vehicle is large for the lever operation of the same operation amount, and the operator feels uncomfortable. On the contrary, when external driving has been performed so far, it is changed to battery driving by removing the external power supply, so that the operator does not recognize this and is aware of the previous external power driving. When the operation is started, particularly when the remaining amount of the battery is decreasing, the response speed of the actuator with respect to the lever operation is slow, and the operator feels uncomfortable.
また、外部電源が接続された状態で、外部電源駆動の場合とこの外部電源によってバッテリを充電する場合とで、それらの電源の経路が異なる場合もある。このような場合には、バッテリの充電状態から外部電源駆動の状態に切り替えて作業車両の作業を開始させる場合、これらの電源の経路の違いから、外部電源駆動の状態に切り替わるまでの応答時間に遅れが生ずる。特に、バッテリの充電状態から外部電源駆動状態に切り替えてアクチュエータを始動させる場合、そのための操作に対するアクチュエータの応答速度に著しい遅れが生じ、オペレータにとって操作しづらいという問題が生ずる。 In addition, when an external power source is connected, the path of the power source may be different between when the external power source is driven and when the battery is charged by the external power source. In such a case, when the work vehicle is started by switching from the battery charge state to the external power supply drive state, the response time until the switch to the external power supply drive state is reached due to the difference in the path of these power supplies. There will be a delay. In particular, when the actuator is started by switching from the charged state of the battery to the external power supply driving state, a significant delay occurs in the response speed of the actuator with respect to the operation for that purpose, causing a problem that it is difficult for the operator to operate.
本発明の目的は、かかる問題を解消し、バッテリ駆動,外部電源駆動のいずれでも、オペレータが違和感なく操作をすることができ、バッテリの充電状態から駆動モードへの切り替えで操作に対する動作の応答速度の遅れを大幅に低減できるようにした作業車両を提供することにある。 The object of the present invention is to solve such a problem, the operator can operate without any sense of incongruity in either battery drive or external power supply drive, and the response speed of the operation to the operation by switching from the charged state of the battery to the drive mode. An object of the present invention is to provide a work vehicle that can greatly reduce the delay of the vehicle.
上記目的を達成するために、本発明は、アクチュエータを駆動するためのバッテリを搭載し、かつ該バッテリの充電と該アクチュエータの駆動のための外部電源を接続可能とした作業車両であって、該バッテリによるアクチュエータの駆動及び該外部電源によるアクチュエータの駆動を指示する第1の手段と、該外部電源による該バッテリの充電を指示する第2の手段とを備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention is a work vehicle equipped with a battery for driving an actuator and capable of connecting an external power source for charging the battery and driving the actuator, A first means for instructing driving of the actuator by the battery and driving of the actuator by the external power supply, and a second means for instructing charging of the battery by the external power supply are provided.
また、本発明は、前記第2の手段が、オペレータによる充電指示のための入力手段であって、該入力手段の操作によってのみ、前記外部電源による前記バッテリの充電が行なわれることを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the second means is an input means for a charging instruction by an operator, and the battery is charged by the external power source only by an operation of the input means. Is.
また、本発明は、前記第2の手段の指示によって前記外部電源による前記バッテリの充電中、前記第1の手段による駆動の指示により、前記バッテリへの充電をしながら、前記アクチュエータの駆動を可能としたことを特徴とするものである。 According to the present invention, the actuator can be driven while the battery is charged by the driving instruction by the first means while the battery is being charged by the external power source according to the instruction of the second means. It is characterized by that.
また、本発明は、アクチュエータを駆動するためのバッテリを搭載し、かつ該バッテリの充電と該アクチュエータの駆動のための外部電源を接続可能とした作業車両であって、該バッテリによるアクチュエータの駆動及び該外部電源によるアクチュエータの駆動を指示する第3の手段と、該第1の手段による指示によって設定されたアクチュエータの駆動モードでオペレータによる操作が一定時間なされないことを検知する第4の手段と、該第4の手段による検知結果に基づいて、該外部電源による該バッテリの充電を開始させる第5の手段とを備えたことを特徴とするものである。 The present invention also provides a work vehicle equipped with a battery for driving an actuator and capable of being connected to an external power source for charging the battery and driving the actuator. Third means for instructing driving of the actuator by the external power source, and fourth means for detecting that the operation by the operator is not performed for a predetermined time in the driving mode of the actuator set by the instruction by the first means; And a fifth means for starting charging of the battery by the external power source based on a detection result by the fourth means.
また、本発明は、前記第5の手段による前記バッテリの充電中、オペレータによる操作を検知する第6の手段と、該第6の手段による検知結果に基づいて、前記バッテリの充電を継続しながら、前記外部電源によるアクチュエータの駆動モードを設定する第7の手段とを備えたことを特徴とするものである。 Further, the present invention provides a sixth means for detecting an operation by an operator during charging of the battery by the fifth means, and while charging the battery based on a detection result by the sixth means. And a seventh means for setting a driving mode of the actuator by the external power source.
本発明によると、オペレータがバッテリ駆動と外部電源駆動とを認識してそれらの駆動操作をすることができるので、オペレータには、操作の違和感を生じさせない。 According to the present invention, since the operator can recognize the battery drive and the external power supply drive and perform the drive operation thereof, the operator does not feel uncomfortable with the operation.
また、バッテリの充電は、オペレータが一定時間経過しても操作を行なわないときに行なわれるものであるから、この一定時間経過するまでは、オペレータが操作すると、これによってアクチュエータが始動し、アクチュエータが始動するまでの時間を短縮することができる。 In addition, since the battery is charged when the operator does not perform an operation even after a certain period of time, if the operator operates until the certain period of time elapses, the actuator starts and the actuator is The time to start can be shortened.
また、充電中であっても、オペレータの操作によって、充電を継続したまま、アクチュエータの駆動モードにすることができるので、充電モードから駆動モードに切り替わったときのアクチュエータの始動までの時間を短縮することができる。 In addition, even during charging, the actuator can be switched to the drive mode while being charged by the operation of the operator, so the time until the actuator is started when the mode is switched from the charge mode to the drive mode is shortened. be able to.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明による作業車両の第1の実施形態を示す概略側面図であって、一例として、バッテリ式電動ショベルを示しており、1はこの実施形態の作業車両、2は外部電源供給源、3は上部旋回体、4は下部走行体、5は運転室、6はリンク機構(フロント)、6aはブーム、6bはアーム、6cはバケット、7は旋回輪、8は走行履帯、9は走行モータ、10はバッテリ、11は外部電源、12は電力ケーブルである。 FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of a work vehicle according to the present invention. As an example, a battery-powered excavator is shown, where 1 is a work vehicle of this embodiment and 2 is an external power supply source. 3 is an upper turning body, 4 is a lower traveling body, 5 is a cab, 6 is a link mechanism (front), 6a is a boom, 6b is an arm, 6c is a bucket, 7 is a turning wheel, 8 is a traveling crawler belt, 9 A traveling motor, 10 is a battery, 11 is an external power source, and 12 is a power cable.
以下では、この実施形態の作業車両として、バッテリ式電動ショベル(以下、ショベルと略称する)を例に説明するが、本発明はこれに限るものではない。 Hereinafter, a battery-type electric excavator (hereinafter, abbreviated as an excavator) will be described as an example of the work vehicle of this embodiment, but the present invention is not limited to this.
図1において、ショベル1は、下部走行体4とその上に旋回モータ(図示せず)によって回転駆動される旋回輪7によって旋回可能に取り付けられた上部旋回体3とで構成されている。上部旋回体3には、オペレータが作業のための操作を行なう各種スイッチや作業(即ち、走行,旋回,リンク機構6の駆動)用の操作レバー,ロックレバーなどの操作部材やショベル1の状態などを表示する表示装置などが設けられた運転室5と、この運転室5でのオペレータの操作によって掘削などの作業を行なうリンク機構6とが設けられている。
In FIG. 1, an
このリンク機構6は、上部旋回体3に設けられた回転軸(図示せず)に取り付けられて垂直な面内で回転可能なブーム6aと、このブーム6aの先端部に設けられた回転軸に取り付けられて垂直な面内で回転可能なアーム6bと、このアーム6bの先端部に設けられた回転軸に取り付けられて垂直な面内で回転可能なバケット6cとからなり、これらブーム6a,アーム6b及びバケット6cが図示しないアクチュエータの駆動によって回転動作し、所定の作業が行なわれる。
The
上部旋回体3と下部走行体4との間に旋回輪7が設けられており、運転室5での旋回モータの操作によってこの旋回輪7を回転させることにより、上部旋回体3が下部走行体4上で回転する。また、下部走行体4には、走行履帯8とこれを駆動する走行モータ9が設けられている。なお、下部走行体4の図示とは反対側にも、図示しないが、同様の走行履帯8と走行モータ9とが設けられている。運転室5での操作によって走行モータ9が動作し、これによって走行履帯8が駆動されることにより、下部走行体4、従って、ショベル1が前進あるいは後退などの走行動作をする。
A turning wheel 7 is provided between the upper turning body 3 and the lower traveling body 4, and the upper turning body 3 is rotated by rotating the turning wheel 7 by the operation of the turning motor in the
上部旋回体3には、また、バッテリ10が搭載されており、旋回輪7や走行モータ9,リンク機構6でのアクチュエータに圧油を供給して駆動するための油圧ポンプのモータ(油圧モータ)などのための電源として用いられる。
The upper swing body 3 is also equipped with a
上部旋回体3には、さらに、図示しないが、後述の充電装置と外部電源接続口とが設けられており、この外部電源接続口に外部電源供給源2の電力ケーブル12を接続することにより、この外部電源供給源2の外部電源11をこの充電装置に接続できる。この電力ケーブル12、従って、外部電源11はショベル1の上部旋回体3に着脱可能であって、電力ケーブル12が接続されたときには、充電装置を介して、バッテリ10が外部電源11によって充電可能となるし、また、旋回輪7や走行モータ9,リンク機構6での油圧モータなどの電源となる。
Although not shown, the upper swing body 3 is further provided with a charging device and an external power connection port described later. By connecting the
図2は図1におけるショベル1に設けられた制御システムの一具体例を示す構成図であって、9Lは左走行モータ、9Rは右走行モータ、13は制御装置、14は外部電源接続口(コネクタ)、15は充電装置、16aは電源スイッチ、16bは充電スイッチ、17,18,19L,19Rはインバータ、20はリンク機構6(図1)の駆動モータ、21は旋回モータ、22は油圧ポンプ、23は状態表示装置であり、図1に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the control system provided in the
同図において、制御装置13や運転室5(図1)内に設けられた操作部(図示せず)の各種操作スイッチ,各種操作レバー,ロックレバーに、図示しない補助電源(制御装置用電源)VSから、例えば、24Vの補助電源電圧が供給される。
In the figure, an auxiliary power source (control device power supply) (not shown) is connected to various operation switches, various operation levers, and lock levers of an operation section (not shown) provided in the
運転室5の図示しない操作部でのキー穴に起動キーを挿入して廻し、キースイッチをOFF状態からON状態にすると、制御装置用電源VSから制御装置13に補助電源電圧が供給されて稼動(ON)状態となり、また、制御装置13は状態表示装置23に電源電圧を供給してそれを稼動状態にする。そして、キースイッチがON状態にあるときに、起動キーを廻してキースイッチをスタート状態にすると、このキースイッチからキースイッチ信号SD1が制御装置13に供給される。これにより、制御装置13は切換制御信号SC1を電源スイッチ16aに送り、これをON(閉じた)状態にする。この電源スイッチ16aがON状態にあるときには、バッテリ10からの、例えば、300Vの高圧の直流電源電圧がこの電源スイッチ16aを介して各インバータ17,18,19L,19Rに供給され、操作レバーを操作することによってショベル1が作業可能な稼動状態となる。この状態で起動キーから手を離してキースイッチがON状態となるが、かかる稼動状態がそのまま維持される。また、かかる稼動状態で、起動キーの操作により、キースイッチをON状態からOFF状態にすると、キースイッチ信号SD1が供給されなくなり、これとともに、制御装置13は電源スイッチ16aに切換制御信号SC1を送り、これをOFF(開いた)状態にする。これにより、各インバータ17,18,19L,19Rへの電力の供給がなくなり、操作レバーを操作してもショベル1の作業が行なわれない停止状態となる。そして、制御装置用電源VSから制御装置13への補助電源電圧の供給が終了する。
When an activation key is inserted and turned in a key hole in an operation section (not shown) of the
ショベル1が稼動状態にあって、作業用の図示しない操作レバー(以下、単に操作レバーという)が操作されると、操作レバーの操作量に応じたレバー操作量信号SD2が制御装置13に供給される。これにより、制御装置13は、操作された操作レバーに該当する油圧系のインバータ16,旋回系のインバータ17あるいは走行系のインバータ19L,19Rにアクチュエータ指令信号SC3を送り、その操作量に応じた動作を行なわせる。また、図示しないロックレバーが操作されると、ロックレバー信号SD3が制御装置13に供給され、制御装置13は切換制御信号SC1を電源スイッチ16aに送り、これをOFF状態にする。これにより、キースイッチがON状態にある稼動状態にありながら、ショベル1は、不用意に操作レバーに触れても、また、意図しない操作しても、動作(作業)しないロック状態になる。
When the
インバータ17,18,19L,19Rは、バッテリ10、あるいは外部電源11が接続されているときには、充電装置15からの直流電源電圧を交流電圧に変換し、これに接続された駆動モータ20,21,9L,9Rの交流電源電圧を作成するものであって、制御装置13からのアクチュエータ指令信号SC3に応じて、動作がON,OFF制御されるとともに、操作レバーの操作量に応じて交流電源電圧のデューティ比や極性が制御される。これにより、これら駆動モータ20,21,9L,9Rの回転速度や回転方向が制御される。油圧系の駆動モータ20の回転速度や回転方向に応じて油圧ポンプ21が圧油を図示しないアクチュエータに送り、これにより、リンク機構6(図1)がその駆動用の操作レバーの操作に応じた動作をする。また、旋回系の旋回モータ21の回転速度に応じた速度で回転方向に応じた方向に旋回輪7(図1)が回転し、これにより、旋回用の操作レバーの操作に応じて上部旋回体3(図1)が旋回動作をする。また、走行系の左走行モータ9Lと右走行モータ9Rとの回転速度と回転方向とにより、下部走行体3(図1)、従って、ショベル1が走行用の操作レバーの操作に応じた速度で前進もしくは後進する。
When the
また、ロックレバーが操作されると、上記のように、ロックレバー信号SD3によって制御装置13が切換制御信号SC1を発生し、これにより、電源スイッチ16aがOFF状態になってショベル1がロック状態となる。
When the lock lever is operated, as described above, the
ここで、駆動モータ20は、油圧ポンプ21を駆動するものであるが、この油圧ポンプ21は、図1に示すショベル1のリンク機構6でのブーム6aを動作させるためのアクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、同じくアーム6bを動作させるためのアクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、同じくバケット6cを動作させるためのアクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプとをまとめて示すものであり、従って、駆動モータ20やインバータ18も、これら油圧ポンプ毎の駆動モータやインバータをまとめて示している。
Here, the
ここで、ショベル1の上部旋回体3(図1)の後部には、電力ケーブル12が着脱可能な外部電源接続口(コネクタ)14とこれに接続された充電装置15とが設けられており、外部電源11からの電力ケーブル12がこの外部電源接続口14に接続されると、この外部電源11から電力ケーブル12を介して充電装置15に交流電圧が供給され、ここで直流電圧に変換される。この直流電圧は、充電スイッチ16bを介し、バッテリ10に供給される。これにより、バッテリ10が充電される。この充電スイッチ16bは、制御装置13からの切替制御信号SC2によってON,OFF(開閉)制御される。また、電力ケーブル12が外部電源接続口14に接続され、充電装置15に外部電源11から交流電圧が供給されて充電用の直流電圧が生成されると、充電装置15はこれを検出して、電力ケーブル12が外部電源接続口14、従って、ショベル1に接続されたことを示す外部電力接続信号DSを発生し、制御装置13に供給する。
Here, the rear part of the upper swing body 3 (FIG. 1) of the
制御装置13は、この充電装置15からの外部電源接続信号DSを取り込んで、外部電源接続口14に電力ケーブル12が接続されたか否かを常時監視している。外部電源接続口14に電力ケーブル12が接続された状態で運転室5(図1)での充電操作スイッチ(図示せず)が操作されると、充電スイッチ信号SD4が制御装置13に供給される。制御装置13は、この充電スイッチ信号SD4を基に切換制御信号SC2を発生して充電スイッチ16bをON(閉じた)状態にする。これにより、充電装置15によって自動的にバッテリ10の充電が行なわれる。
The
なお、この充電操作スイッチは、指先で押した状態でこの指先を離すと、元の状態に復帰するが、この押し込み操作されたことによるONまたはOFFの情報が、保持されているモメンタリスイッチであり、この充電操作スイッチが操作される毎に、制御装置13からの充電スイッチ信号SD4により、充電スイッチ16bがON,OFFと交互に切り替わる。
Note that this charging operation switch is a momentary switch that retains the ON or OFF information due to the pushing operation, although it returns to its original state when it is released with the fingertip pressed. Each time this charging operation switch is operated, the charging
また、制御装置13は、常時バッテリ10のバッテリ残量DBを検出しており、外部電源11による充電中バッテリ10の充電量が満杯(100%のバッテリ残量)になったことを検出すると、切替制御信号SC2を発生して充電スイッチ16bをOFF状態にする。これにより、バッテリ10の充電が自動的に終了する。電力ケーブル12を外部電源接続口14から取り外したときにも、制御装置13は、外部電源接続信号DSによってこれを検出して切替制御信号SC2を発生し、充電スイッチ16bをOFF状態にする。
Further, the
この第1の実施形態では、かかる構成において、キースイッチと充電操作スイッチとの操作により、バッテリ10もしくは外部電源11による駆動モードとバッテリ10の充電だけが行なわれる充電モードとのモード切替えが行なわれるものであるが、かかる駆動モードと充電操作スイッチの操作による充電モードとの切替えについて、前出図面を参照し、図3により、説明する。
In the first embodiment, in this configuration, the mode switching between the driving mode by the
図3において、キースイッチはOFF,ON,スタートのいずれかの状態にあるが、キースイッチがOFF状態にあるときには、駆動モード,充電モードのいずれのモードも設定されず、制御装置13に制御操作電源VSからの補助電源電圧も供給されず、電源スイッチ16a,充電スイッチ16bもOFF状態にあって、非稼動状態にある。
In FIG. 3, the key switch is in one of the OFF, ON, and start states, but when the key switch is in the OFF state, neither the drive mode nor the charge mode is set, and the control operation is performed on the
かかる状態で、オペレータが起動キーをキー穴に挿入して廻し、キースイッチをON状態にすると、制御装置13に制御装置電源VSから補助電源電圧が供給されて駆動モードS1となるが、制御装置13は切替制御信号SC1,SC2を発生せず、電源スイッチ16a及び充電スイッチ16bをOFF状態にしたままにして、ショベル1を操作できない駆動待機(停止)状態S11にある。なお、この駆動待機(停止)状態S11では、制御装置13により、状態表示装置23は稼動状態となり、各部の状態情報を表示する。
In this state, when the operator inserts the activation key into the key hole and turns it to turn on the key switch, the auxiliary power supply voltage is supplied from the control device power supply VS to the
この駆動待機(停止)状態S11でオペレータが起動キーをさらに操作してキースイッチをスタート状態にすると、制御装置13は、このとき供給されるキースイッチ信号SD1により、制御装置13は切替制御信号SC1を電源スイッチ16aに供給し、この電源スイッチ16aをON状態とするモータ駆動状態S12に切り替わる。このモータ駆動状態S12では、充電スイッチ16bは、そのままOFFの状態に保持されている。なお、この場合、起動キーから手を離すと、キースイッチはON状態に戻るが、キースイッチのスタート状態が設定されたことにより、このモータ駆動状態S12が設定・保持されることになる。
In this drive standby (stop) state S11, when the operator further operates the start key to start the key switch, the
このモータ駆動状態S12では、バッテリ10から電源スイッチ16aを介して電源電圧がインバータ17,18,19L,19Rに供給されることになり、バッテリ10による駆動、即ち、バッテリ駆動が行なわれる状態となる。このとき、オペレータが所望の操作レバーを操作することにより、これに応じたレバー操作量信号SD2が制御装置13に供給され、このレバー操作量信号SD2に応じたアクチュエータ指令信号SC3がインバータ17,18,19L,19Rのうちの操作された操作レバーに該当するインバータに供給されて、ショベル1がこの操作レバーの操作量に応じた動作(作業)をする。
In this motor drive state S12, the power supply voltage is supplied from the
その後、オペレータが起動キーを廻して元の状態に戻し、キースイッチをOFF状態にすると、駆動終了状態S13となる。この駆動終了状態S13では、キースイッチがOFF状態になったことによるキースイッチ信号SD1が制御装置13に供給されることにより、制御装置13が、切替制御信号SC1により、電源スイッチ16aをOFF状態に切り替え、また、制御装置13への制御装置電源VSからの補助電源電圧の供給も停止して電源シャットオフの状態となり、駆動モードS1から開放されることになる。
Thereafter, when the operator turns the start key to return to the original state and turns the key switch to the OFF state, the driving end state S13 is entered. In this drive end state S13, the key switch signal SD1 resulting from the key switch being turned off is supplied to the
ところで、上記の駆動モードS1の駆動待機(停止)状態S11にあるときに、オペレータが充電操作スイッチをON操作すると、充電モードS2となり、制御装置13に充電スイッチ信号SD4が供給される。このとき、外部電源供給源2の電力ケーブル12が外部電源接続口14に接続され、かつバッテリ10の充電量が満杯(100%)でない場合には、制御装置13が切替制御信号SC2を出力する。これにより、充電スイッチ16bがON状態となり、外部電源11から充電装置15を介してバッテリ10の充電が行なわれる。このとき、電源スイッチ16aはOFF状態に保持されている。ショベル1のかかる状態が充電モードS2での充電待機(停止)状態S21であって、充電のみが行なわれて、ショベル1は操作できない状態にある。
By the way, when the operator turns on the charging operation switch in the driving standby (stopped) state S11 of the driving mode S1, the charging mode S2 is entered, and the charging switch signal SD4 is supplied to the
なお、かかる充電待機状態S21で、オペレータが充電操作スイッチをOFF操作にすると、制御装置13から切替制御信号SC2により、駆動モードS1の駆動待機(停止)状態S11に戻る。
In this charging standby state S21, when the operator turns off the charging operation switch, the
かかる充電待機状態S21では、駆動モードS1の駆動待機(停止)状態S11が解除されておらず、制御装置13に制御装置電源VSから補助電源電圧が供給されており、また、状態表示装置23もON状態にある。かかる状態でオペレータが起動キーを操作してキースイッチをOFF状態にすると、充電状態S22となり、制御装置13は制御装置電源VSから補助電源電圧が供給され続けて稼動状態に保持され、充電スイッチ16bをON状態に保持するが、状態表示装置23をOFF状態にする。このようにして、この充電状態S22では、外部電源11からバッテリ10への充電のみが行なわれる。
In the charging standby state S21, the driving standby (stopped) state S11 of the driving mode S1 is not released, the auxiliary power supply voltage is supplied to the
なお、この充電状態S22で、オペレータの起動キーの操作により、キースイッチがON状態に戻ると、充電待機状態S21に戻って状態表示装置23がON状態に戻る。
In this charging state S22, when the key switch returns to the ON state by the operation of the start key of the operator, the
また、上記の充電状態S22が継続し、バッテリ10の充電量が満杯になると、制御装置13は、バッテリ残量DBからこれを検知し、充電終了状態S23にする。この充電終了状態S23では、制御装置13が、状態表示装置23を一時的にON状態にして充電の終了をオペレータに通知し、しかる後、切替制御信号SC2によって充電スイッチ16bをOFF状態に切り替える。そして、制御装置13への制御装置電源VSから補助電源電圧の供給も終了して電源シャットオフの状態となり、充電モードS2が終了する。
Moreover, when said charge state S22 continues and the charge amount of the
なお、充電状態S22でオペレータが充電スイッチ16bをOFF状態にする操作しても、同様にして、充電終了状態S23となって充電モードS2が終了する。
Even if the operator operates the charging
ところで、キースイッチ及び充電操作スイッチがON操作された充電モードS2の充電待機状態S21にあるときに、オペレータによってキースイッチをスタート状態にする操作がなされると、外部電源11からバッテリ10への充電を継続しながら、制御装置13が切替制御信号SC1によって電源スイッチ16aをON状態とし、ショベル1の各種操作を可能とする駆動モードS1のモータ駆動状態S12に移行する。この場合には、外部電源11による駆動、即ち、外部電源駆動が行なわれる状態となる。この場合、このモータ駆動状態S12では、バッテリ10の残量が満杯となっても、充電スイッチ16bはそのままON状態に保持される。なお、この場合も、起動キーから手を離すと、キースイッチはON状態に戻るが、キースイッチのスタート状態が設定されたことにより、このモータ駆動状態S12が設定・保持されることになる。
When the key switch and the charging operation switch are in the charging standby state S21 in the charging mode S2 in which the key switch and the charging operation switch are turned on, if the operator performs an operation to start the key switch, the charging from the
そして、モータ駆動状態S12でショベル1の作業が終了するなどして、オペレータが起動キーを操作し、キースイッチをOFF状態にすると、駆動終了状態S13となり、制御装置13は切替制御信号SC2によって充電スイッチ16bをOFF状態に切り替えてバッテリ10への充電を終了させ、制御装置電源VSから補助電源電圧をOFFにして駆動モードS1を解除する。
Then, when the operation of the
以上のようにして、この第1の実施形態では、ショベル1の作業のためのモータ駆動のための操作(モータ駆動モードの操作)はキースイッチの操作によって行なわれ、バッテリの充電は充電操作スイッチの操作(充電モードの操作)によって行なわれるものであるため、モードに応じて操作するスイッチが異なることになり、オペレータは夫々のモードの認識を確実に行なうことができる。このため、アクチュエータ駆動のための操作をするにしても、また、バッテリ10の充電のための操作をするにしても、夫々の操作を違和感なく行なうことができる。
As described above, in the first embodiment, the operation for driving the motor for the work of the excavator 1 (operation in the motor driving mode) is performed by operating the key switch, and the charging of the battery is performed by the charging operation switch. Therefore, the switch to be operated differs depending on the mode, and the operator can surely recognize each mode. Therefore, even if an operation for driving the actuator is performed or an operation for charging the
また、外部電源のもとにモータを駆動する外部電源駆動を開始する場合には、バッテリへの充電状態から、この充電状態を保持したまま、この外部電源駆動への切り替えが行なわれるものであるから、充電状態からモータ駆動状態への切り替えが不要であり、外部電源駆動状態への切り替えが迅速に行なわれ、アクチュエータの操作を直ちに行なうことができる。 Further, when starting the external power supply driving the motor under the external power supply, the battery is switched from the state of charge to the external power supply while maintaining the state of charge. Therefore, it is not necessary to switch from the charging state to the motor driving state, the switching to the external power source driving state is performed quickly, and the operation of the actuator can be performed immediately.
さらに、充電モードS2では、キースイッチをOFF状態にしても、バッテリ10への充電が続けられるので、キースイッチの起動キーを取り外しても、充電が続けられる。バッテリの充電には、時間が掛かるが、この間、オペレータがショベル1からはなれる場合、この起動キーをショベル1のキー穴から取り外すことができので、このショベル1が盗難にあったり、他人が誤って操作して車体を動かしたりすることを防止することができる。
Further, in the charging mode S2, since the
図4は本発明による作業車両の第2の実施形態の制御システムでの駆動モードと充電操作スイッチの操作による充電モードとの切替えを示す図であって、図3に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。なお、この第2の実施形態も、図1,図2に示す構成をなしている。以下、図2を参照してこのモード切り替えについて説明する。 FIG. 4 is a diagram showing switching between the driving mode and the charging mode by operating the charging operation switch in the control system of the second embodiment of the work vehicle according to the present invention. The parts corresponding to those in FIG. A duplicate description is omitted. The second embodiment also has the configuration shown in FIGS. The mode switching will be described below with reference to FIG.
図4において、この第2の実施形態でも、先の第1の実施形態と同様にして、キースイッチのONによって駆動モードS1の駆動待機(停止)状態S11になるが、この駆動待機(停止)状態S11が予め設定された一定の時間が経過すると、外部電源11が充電装置15に接続されている場合、制御装置13が切替制御信号SC2を出力して充電スイッチ16bをON状態とし、バッテリ10の充電が行なわれる充電モードS2の充電待機(停止)状態S21となる。この場合、充電操作スイッチは操作されていないが、制御装置13がこの充電操作スイッチをON操作されたものとみなし、これにより、上記の切替制御信号SC2を出力する。
In FIG. 4, in the second embodiment as well, the drive standby (stopped) state S11 of the drive mode S1 is brought about by turning on the key switch, as in the first embodiment, but this drive standby (stopped). When a certain time set in advance in the state S11 has elapsed, when the
なお、この場合、図示しないが、図3と同様、充電待機(停止)状態S21で充電操作スイッチがOFF操作されると、制御装置13からの切替制御信号SC2により、充電スイッチ16bがOFF状態となって駆動モードS1の駆動待機(停止)状態S11に戻るようにしてもよい。
In this case, although not shown, if the charging operation switch is turned off in the charging standby (stopped) state S21, the charging
充電待機(停止)状態S21で、第1の実施形態のように、キースイッチがスタート状態になるように操作されたとき、制御装置13からの切替制御信号SC1によって電源スイッチ16aがON状態となって、駆動モードS1のモータ駆動状態S11に移行するが、さらに、この第2の実施形態では、充電待機(停止)状態S21で運転室5(図1)での操作レバーが操作されても、駆動モードS1のモータ駆動状態S11に移行し、バッテリ10の充電を伴う外部電源駆動が可能な状態となる。
When the key switch is operated to enter the start state in the charging standby (stopped) state S21 as in the first embodiment, the
また、この第2の実施形態では、駆動モードS1のモータ駆動状態S12が予め決められた一定時間経過しても、いずれの操作レバーの操作がないときには、外部電源11が充電装置15に接続されている場合、充電モードS2の充電待機(停止)状態S21に移行し、外部電源11からのバッテリ10の充電が行なわれる。この場合、このモータ駆動状態S12が駆動待機(停止)状態S11でキースイッチがスタート状態に操作されたことによるものである場合には、制御装置13からの切替制御信号SC2によって充電スイッチ16bがON状態となることにより、バッテリ10の充電が行なわれる充電モードS2の充電待機(停止)状態S21になるものであり、モータ駆動状態S12が充電モードS2の充電待機(停止)状態S21でキースイッチがスタート状態に操作されることにより、あるいは上記のレバー操作が行なわれたことによる場合には、モータ駆動状態S12でもバッテリ10の充電が行なわれており、充電モードS2の充電待機(停止)状態S21に移行しても、この充電が継続されるものである。
In the second embodiment, the
以上の動作以外の動作は、先の実施形態と同様である。 Operations other than those described above are the same as in the previous embodiment.
以上のように、この第2の実施形態は、駆動モードS1の状態S11,S12でで何らの操作がなされず、そのときの状態がそのまま一定時間経過すると、外部電源11が接続されている場合、充電モードに移行するものであり、作業操作がなされずに、外部電源11とバッテリ10とに時間的な余裕がある場合には、この外部電源11を用いてバッテリ10の充電を行なうものである。このため、この充電のためのオペレータの操作を不要として(充電操作スイッチが不要)、接続された外部電源11を有効に利用できるものである。
As described above, in the second embodiment, no operation is performed in the states S11 and S12 of the drive mode S1, and the
また、充電モードS2にあっても(但し、充電待機(停止)状態S21)、操作レバーの操作によって外部電源駆動状態になるので、アクチュエータがこれに応答して直ちに動作することになり、アクチュエータの応答速度の遅れが解消する。 Further, even in the charging mode S2 (however, in the charging standby (stopped) state S21), the operation of the operation lever causes the external power supply driving state, so that the actuator immediately operates in response to this operation. Response speed delay is eliminated.
なお、駆動モードS1と充電モードS2とを切り替える代わりに、操作に応じてバッテリ10の充電量を増減させるようにしてもよい。
Instead of switching between the driving mode S1 and the charging mode S2, the amount of charge of the
1 ショベル
2 外部電源供給源
3 上部旋回体
4 下部走行体
5 運転室
6 リンク機構
6a ブース
6b アーム
6c バケット
7 旋回輪
8 走行履帯
9 走行モータ
9L 左走行モータ
9R 右走行モータ
10 バッテリ
11 外部電源
12 電力ケーブル
13 制御装置
14 外部電源接続口(コネクタ)
15 充電装置
16a 電源スイッチ
16b 充電スイッチ
17,18,19L,19R インバータ
20 駆動モータ
21 旋回モータ
22 油圧ポンプ
23 状態表示装置
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該バッテリによるアクチュエータの駆動及び該外部電源によるアクチュエータの駆動を指示する第1の手段と、
該外部電源による該バッテリの充電を指示する第2の手段と
を備えたことを特徴とする作業車両。 In a work vehicle equipped with a battery for driving an actuator and capable of connecting an external power source for charging the battery and driving the actuator,
First means for instructing driving of the actuator by the battery and driving of the actuator by the external power source;
And a second means for instructing charging of the battery by the external power source.
前記第2の手段は、オペレータによる充電指示のための入力手段であって、
該入力手段の操作によってのみ、前記外部電源による前記バッテリの充電が行なわれることを特徴とする作業車両。 In claim 1,
The second means is an input means for charging instructions by an operator,
The work vehicle, wherein the battery is charged by the external power source only by operating the input means.
前記第2の手段の指示によって前記外部電源による前記バッテリの充電中、前記第1の手段による駆動の指示により、前記バッテリへの充電をしながら、前記アクチュエータの駆動を可能としたことを特徴とする作業車両。 In claim 1 or 2,
During the charging of the battery by the external power source according to the instruction from the second means, the actuator can be driven while charging the battery according to the driving instruction from the first means. Work vehicle.
該バッテリによるアクチュエータの駆動及び該外部電源によるアクチュエータの駆動を指示する第3の手段と、
該第1の手段による指示によって設定されたアクチュエータの駆動モードでオペレータによる操作が一定時間なされないことを検知する第4の手段と、
該第4の手段による検知結果に基づいて、該外部電源による該バッテリの充電を開始させる第5の手段と
を備えたことを特徴とする作業車両。 In a work vehicle equipped with a battery for driving an actuator and capable of connecting an external power source for charging the battery and driving the actuator,
A third means for instructing driving of the actuator by the battery and driving of the actuator by the external power source;
A fourth means for detecting that the operation by the operator is not performed for a predetermined time in the driving mode of the actuator set by the instruction by the first means;
A work vehicle comprising: fifth means for starting charging of the battery by the external power source based on a detection result by the fourth means.
前記第5の手段による前記バッテリの充電中、オペレータによる操作を検知する第6の手段と、
該第6の手段による検知結果に基づいて、前記バッテリの充電を継続しながら、前記外部電源によるアクチュエータの駆動モードを設定する第7の手段と
を備えたことを特徴とする作業車両。 In claim 4,
A sixth means for detecting an operation by an operator during charging of the battery by the fifth means;
A work vehicle comprising: seventh means for setting a driving mode of the actuator by the external power supply while continuing to charge the battery based on a detection result by the sixth means.
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