JP2013044286A - バッテリ上がり防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンを一旦停止した後の作業の再開時に、バッテリの電圧低下を防止してエンジンを確実に始動可能なバッテリ上がり防止装置を提供する。
【解決手段】バッテリ上がり防止装置６０は、エンジンＥと、これを駆動させる電動モータＭと、これに電力を供給するバッテリＢと、電動モータＭによって駆動されたエンジンＥからＰＴＯを介して取り出された動力を受けて所定の作業を行う伸縮ブームとを有する移動式クレーン１に設けられる。バッテリ上がり防止装置６０は、バッテリＢの電圧を検出するバッテリ電圧センサ４７と、エンジンＥが停止状態にあるか否かを検出するエンジン停止センサ４９と、ＰＴＯが作動状態にある時に、エンジン停止センサ４９によりエンジンが停止状態にあると検出され、且つバッテリ電圧センサ４７により検出された電圧値が所定値よりも小さくなると、エンジンＥを始動させる下部コントローラ３０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンと、エンジンを駆動させる電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリと、電動モータによって駆動されたエンジンからの動力を受けて所定の作業を行う作業部とを有するバッテリ上がり防止装置に関する。

作業機には、エンジンから取り出した動力を受けて所定の作業を行うブーム等を備えたものが知られている（特許文献１参照）。この作業機には車体上に作業者が搭乗可能な運転キャビンが設けられ、この運転キャビン内には、ブーム等を操作する操作装置が設けられている。

また作業機には、作業者がエンジン駆動状態のままで作業機から長時間離れた場合にエンジンを自動的に停止させるエンジン停止機能が備えられている。このエンジン停止機能は、操作装置が操作されず、且つ運転キャビンに作業者がいないことが同時に検出されたときから、予め設定された時間が経過すると、エンジンを停止させる。

特開２００２−１３４２５号公報

この従来の作業機は、作業者がエンジンを掛けたままで作業機から離れると、前述した条件のもとでエンジンが自動的に停止するが、作業機に設けられたライトやエアコン等は、エンジンの始動とは関係なく、作業機に搭載されたバッテリから電力供給を受けて駆動するように構成されている。またエンジンは電動モータの駆動によって始動するが、この電動モータはバッテリからの電力を受けて駆動する。

このため、エンジンが停止した状態で、ライトが点灯し、またエアコンが運転されると、バッテリの電圧が低下する。この状態が継続すると、ブームによって作業を再開するためにエンジンを始動させようとすると、電動モータが駆動せず、エンジンが掛からない事態が発生して、ブームによる作業ができなくなる。

また、ブームが作業機に格納されていない状態のままで、作業者が作業機から離れてエンジンが自動的に停止した場合に、ライトの点灯等によってバッテリの電圧が低下すると、ブームの姿勢が変化してブームを安全側へ移動させようとしても、エンジンが始動せず、ブームの緊急回避的な操作ができない虞が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みて提案されたものであり、エンジンが停止した後の作業の再開時に、バッテリの電圧低下を防止してエンジンを確実に始動させることができるバッテリ上がり防止装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のバッテリ上がり防止装置は、エンジンと、エンジンを駆動させる電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリと、電動モータによって駆動されたエンジンから取り出された動力を受けて所定の作業を行う作業部とを有する作業機のバッテリ上がり防止装置であって、バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、エンジンが停止状態にあるか否かを検出するエンジン停止状態検出手段と、エンジンを停止させる機能を有し、エンジンを停止させた状態で、エンジン停止状態検出手段によりエンジンが停止状態にあると検出されるとともに、電圧検出手段により検出された電圧値が所定値よりも小さくなると、エンジンを始動させるエンジン作動制御手段とを有することを特徴とする（請求項１）。

また、本発明に係わる作業機には、エンジンから動力を取り出すＰＴＯと、ＰＴＯを作動及び非作動させる際に操作されるＰＴＯスイッチとが設けられ、エンジン制御手段は、ＰＴＯスイッチの作動操作によってＰＴＯが作動状態にある時に、エンジン停止状態検出手段によりエンジンが停止状態にあると検出されるとともに電圧検出手段により検出された電圧値が所定値よりも小さくなるとエンジンを始動させることを特徴とする（請求項２）。

また、本発明に係わる所定値はエンジンの始動及び作業機に搭載された電気部品を作動させるのに必要な大きさの電圧値であることを特徴とする（請求項３）。

本発明に係わるバッテリ上がり防止装置によれば、上記特徴を有することで、エンジンが停止した後の作業の再開時に、バッテリの電圧低下を防止してエンジンを確実に始動させることができる作業機のバッテリ上がり防止装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係わるバッテリ上がり防止装置のブロック図を示す。 本発明の一実施の形態に係わるバッテリ上がり防止装置を搭載した移動式クレーンの斜視図を示す。 本発明のバッテリ上がり防止装置の作動を説明するためのフローチャートを示す。

以下、本発明に係わるバッテリ上がり防止装置の最良の形態を図１から図３に基づいて説明する。先ず、バッテリ上がり防止装置が搭載された作業機について概説する。本実施の形態は、作業機として多段伸縮ブームを搭載した移動式クレーンを例にして説明する。

移動式クレーン１は、図２（斜視図）に示すように、車体３の前後の車体幅方向両側に車輪５を有して走行可能である。車体３の後側には旋回台７が旋回自在に設けられている。旋回台７は車体３に設けられた油圧モータ４（図２では記載省略）からの動力によって旋回可能である。旋回台７の一方側には運転キャビン８が設けられ、旋回台７の他方側には起伏シリンダ１１を介して伸縮ブーム１０が起伏可能に設けられている。

車体３の前端部及び後端部には、車体３を安定支持するアウトリガ装置１３が設けられている。アウトリガ装置１３は、車体３または運転キャビン８に設けられたアウトリガ操作装置（図示省略）の操作によって、車体３を支持し及び車体３に格納可能に構成されている。

伸縮ブーム１０は複数のブーム部材を入れ子式に組み合わされて構成され、伸縮ブーム１０内の伸縮シリンダ１２（図２では記載省略）の伸縮によって伸縮動可能である。伸縮ブーム１０の先端部にはワイヤＷが繰り出し及び巻き取り可能に設けられ、ワイヤＷにはフック１５が吊り下げられている。伸縮ブーム１０の伸縮及び起伏、ワイヤＷの繰り出し及び巻き取り、旋回台７の旋回の各操作は、運転キャビン８内に設けられた作業部操作装置２０によって操作可能になっている。車体３の一端側にはエンジンＥが搭載され、エンジンＥの動力によって作業機が走行可能であるとともに、伸縮ブーム１０等の作動が可能である。

このように構成された移動式クレーン１には、図１に示すように、エンジンＥの作動を制御するとともにバッテリ上がりを防止する下部コントローラ３０と、伸縮ブーム１０や旋回台７等の作動を制御する作業部コントローラ４０が備えられている。作業部コントローラ４０は、作業部操作装置２０の操作に応じて、起伏シリンダ１１、伸縮シリンダ１２、油圧モータ４等への作動油の給排制御を行う作動制御弁Ｖをコントロールする。

また、作業部コントローラ４０は、伸縮ブーム１０の操作の有無や、伸縮ブーム１０の先端に吊り下げられる吊荷の有無を検出するアイドリングストップセンサ４３からの検出信号を下部コントローラ３０に送る。即ち、作業部コントローラ４０は、アイドリングストップセンサ４３によって伸縮ブーム１０の操作が無い状態が検出されたとき、又は伸縮ブーム１０の操作が無くて且つ吊荷が無い状態が同時に検出されたときから所定時間経過すると、エンジンＥを停止させる信号を下部コントローラ３０に送り、下部コントローラ３０はこの停止信号を受け取ると、ＥＣＵを介してエンジンＥを停止させる。以下、エンジンＥが自動的に停止された状態を「アイドリングストップ」と記す。なお、アイドリングストップセンサ４３は、伸縮ブーム１０の操作の有無や、伸縮ブーム１０の先端に吊り下げられている吊荷の有無を検出する場合に限るものではなく、作業者が運転キャビン８から離れているか否かを検出するものを含んでもよい。

下部コントローラ３０には、エンジンＥを始動又は停止させる際に操作されるエンジンスイッチ４５（エンジンＳＷ）と、エンジンＥを駆動させる電動モータＭに電力を供給するバッテリＢの電圧値を検出可能なバッテリ電圧センサ４７と、エンジンＥが停止しているか否かを検出可能なエンジン停止センサ４９とが電気的に接続されている。

また下部コントローラ３０には、エンジンＥの作動をコントロールするＥＣＵ、及びエンジンＥから動力を取り出すパワーテイクオフ機構（ＰＴＯ）を作動させる際に操作されるＰＴＯスイッチ（ＰＴＯ ＳＷ）が電気的に接続されている。ＥＣＵは、エンジンスイッチ４５のＯＮ操作に応じてエンジンＥに接続された電動モータＭを駆動させてエンジンＥを始動させ、また運転キャビン８内に設けられたアクセル９（図２参照）の操作に応じてエンジン回転数を制御する。電動モータＭはバッテリＢに電気的に接続され、バッテリＢからの電力供給を受けて駆動してエンジンＥを始動させる。なお、バッテリＢの電圧の監視については後述する。

エンジンＥにはジェネレータＧが接続され、ジェネレータＧはバッテリＢに電気的に接続されている。このため、エンジンＥが始動すると、ジェネレータＧによってバッテリＢを充電することができる。

エンジンＥにはトランスミッションＴＭが接続されて、エンジンＥの動力はトランスミッションＴＭにより変速されて図２に示す車輪５に伝達される。トランスミッションＴＭにはパワーテイクオフ機構（ＰＴＯ）が組み込まれ、ＰＴＯスイッチがＯＮ操作されると、パワーテイクオフ機構（ＰＴＯ）によって、エンジンＥによる駆動先きを車輪５から油圧ポンプＰに切り替えられる。

油圧ポンプＰから吐出する作動油は、油路５１を介して作動制御弁Ｖに供給される。作動制御弁Ｖは、電磁式の方向切替弁であり、作業部コントローラ４０からの信号に応じて油圧ポンプＰから供給される作動油を対応する起伏シリンダ１１等に給排制御を行う。

下部コントローラ３０は、前述したように、エンジンＥの停止時に、バッテリＢの電圧を監視し、バッテリ電圧が所定値よりも小さくなるとエンジンＥを始動させてバッテリＢを充電させる機能を有している。移動式クレーン１は、前述したように、作業が中断して伸縮ブーム１０が非作動状態になり、アイドリングストップセンサ４３からの信号に応じてエンジンＥが停止しても、作業機に設けられたライトやエアコン等の電気部品５３（図２参照）を、バッテリＢからの電力供給によって点灯及び運転させることができる。また、下部コントローラ３０や作業部コントローラ４０は、エンジンＥが停止してもＰＴＯスイッチがＯＮであれば、バッテリＢから電量供給される。このため、この状態が継続すると、バッテリＢの電圧が低下し、エンジンＥを始動させようとしても、電動モータＭが駆動しないため、エンジンＥが掛からない虞が生じる。

そこで、下部コントローラ３０は、図３を更に追加して説明すると、アイドリングストップセンサ４３からの停止信号を受け取っているか否かを判断し（ステップ１００）、停止信号を受け取っている場合にはエンジンを停止させる（ステップ１０１）。停止信号を受け取っていない場合には、アイドリングストップセンサ４３からの停止信号を受け取るまで、ステップ１００を繰り返す。

下部コントローラ３０がエンジンＥを停止させると、下部コントローラ３０はバッテリ電圧センサ４７からの検出値が所定値よりも小さいか否かを判断する（ステップ１０２）。ここで、所定値は、エンジンＥの始動及び作業機に搭載されたライトやエアコン等の電気部品５３の作動、及び下部コントローラ３０や作業部コントローラ４０等の電気部品を作動させるのに必要な大きさの電圧値である。

下部コントローラ３０は、ステップ１０２において、バッテリ電圧センサ４７からの検出値が所定値よりも小さくなると、ＥＣＵを介してエンジンＥを始動させる（ステップ１０３）。従って、ジェネレータＧが作動してバッテリＢを充電することができる。そして、バッテリ電圧値が所定値以上になるまで、ステップ１０４によってバッテリ電圧が監視される。そして、ステップ１０４において、バッテリ電圧が所定値以上になると、バッテリＢの充電が終了する。また、ステップ１０２において、バッテリ電圧が所定値よりも小さくなると（バッテリ電圧が所定値以上になるとき）には、終了する。なお、下部コントローラ３０、バッテリ電圧センサ４７、エンジン停止センサ４９を併せて、「バッテリ上がり防止装置６０」と記す。

このように、本願のバッテリ上がり防止装置６０は、アイドリングストップの信号を受けてエンジンＥを停止させた場合、バッテリＢの電圧を監視し、バッテリ電圧が所定値よりも小さくなると、エンジンＥを再始動させてバッテリＢを充電させる。このため、エンジンＥが停止した後に作業を再開する場合にエンジンＥが始動しない事態を防止することができる。

また、伸縮ブーム１０が作業機に格納されていない状態のままで、下部コントローラ３０がアイドリングストップの信号を受けてエンジンＥを停止させた場合でも、バッテリ上がり防止装置６０によってバッテリ電圧が監視され、バッテリ電圧が所定値よりも小さくなると、エンジンＥを再始動させてバッテリＢを充電させる。このため、例えば、伸縮ブーム１０の姿勢が変化して、伸縮ブーム１０を安全側へ移動させるためにエンジンＥを掛ける際に、確実にエンジンＥを始動させることができる。このため、伸縮ブーム１０の緊急回避的な操作を確実に行うことができる。

なお、前述した実施例では、エンジンＥを停止させる機能として、アイドリングストップによるエンジン停止状態でバッテリ電圧を監視する内容を記載したが、エンジン停止はアイドリングストップに限定されるものではない。また、前述した実施例では、作業機として移動式クレーン１を例に示したが、高所作業車、レッカー車、車両運搬車でもよい。

１ 移動式クレーン（作業機）
１０ 伸縮ブーム（作業部）
３０ 下部コントローラ（エンジン作動制御手段）
４７ バッテリ電圧センサ（電圧検出手段）
４９ エンジン停止センサ（エンジン停止状態検出手段）
５３ 電気部品
６０ バッテリ上がり防止装置
Ｂ バッテリ
Ｅ エンジン
Ｍ 電動モータ
ＰＴＯ パワーテイクオフ機構
ＰＴＯスイッチ パワーテイクオフスイッチ

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンを駆動させる電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記電動モータによって駆動されたエンジンから取り出された動力を受けて所定の作業を行う作業部とを有する作業機のバッテリ上がり防止装置であって、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記エンジンが停止状態にあるか否かを検出するエンジン停止状態検出手段と、
   前記エンジンを停止させる機能を有し、前記エンジンを停止させた状態で、前記エンジン停止状態検出手段により前記エンジンが停止状態にあると検出されるとともに、前記電圧検出手段により検出された電圧値が所定値よりも小さくなると、前記エンジンを始動させるエンジン作動制御手段とを有する
   ことを特徴とするバッテリ上がり防止装置。
2. 前記作業機には、前記エンジンから動力を取り出すＰＴＯと、前記ＰＴＯを作動及び非作動させる際に操作されるＰＴＯスイッチとが設けられ、
   前記エンジン制御手段は、前記ＰＴＯスイッチの作動操作によって前記ＰＴＯが作動状態にある時に、前記エンジン停止状態検出手段により前記エンジンが停止状態にあると検出されるとともに前記電圧検出手段により検出された電圧値が所定値よりも小さくなると前記エンジンを始動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ上がり防止装置。
3. 前記所定値は、前記エンジンの始動及び前記作業機に搭載された電気部品を作動させるのに必要な大きさの電圧値であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ上がり防止装置。

Images