JP2023158567A - 充電制御システム、作業機械、及び充電制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】充電作業を効率良く実施すること。【解決手段】充電制御システムは、作業機械に搭載された蓄電池と、作業機械に設けられ、蓄電池を充電する複数の充電装置のそれぞれが接続される複数の接続部と、複数の操作装置のうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号に基づいて、複数の充電装置のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力するコントローラと、を備える。【選択図】図3
Description
本開示は、充電制御システム、作業機械、及び充電制御方法に関する。
作業機械に係る技術分野において、バッテリフォークリフト又はバッテリショベルのような、蓄電池を動力源とする作業機械が知られている。蓄電池は、充電装置により充電される。特許文献1には、充電装置の一例が開示されている。
充電装置の使い勝手が悪いと、充電作業を効率良く実施することが困難となる可能性がある。
本開示は、充電作業を効率良く実施することを目的とする。
本開示に従えば、作業機械に搭載された蓄電池と、作業機械に設けられ、蓄電池を充電する複数の充電装置のそれぞれが接続される複数の接続部と、複数の操作装置のうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号に基づいて、複数の充電装置のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力するコントローラと、を備える、充電制御システムが提供される。
本開示によれば、充電作業が効率良く実施される。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
[作業機械]
図1は、実施形態に係る作業機械1を示す斜視図である。実施形態においては、作業機械1が、蓄電池を動力源とするバッテリフォークリフトであることとする。
図1は、実施形態に係る作業機械1を示す斜視図である。実施形態においては、作業機械1が、蓄電池を動力源とするバッテリフォークリフトであることとする。
作業機械1は、車体2と、走行装置3と、作業機4と、バッテリパック5と、インタフェース装置6と、接続部10とを備える。
車体2は、フレーム2Aと、収容部材2Bと、カウンタウエイト2Cとを有する。収容部材2Bは、フレーム2Aに支持される。収容部材2Bは、車体2の後部に配置される。収容部材2Bは、バッテリパック5が配置されるバッテリ室を有する。カウンタウエイト2Cは、収容部材2Bの下方に配置される。
走行装置3は、車体2を支持する。走行装置3は、前輪3Fと、後輪3Rとを有する。
作業機4は、車体2に支持される。作業機4は、車体2に支持されるマスト4Aと、マスト4Aに支持されるフォーク4Bとを有する。作業機4は、作業機シリンダ7により駆動される。作業機シリンダ7は、マスト4Aを前後方向に傾斜させるチルトシリンダ7Aと、フォーク4Bを上下方向に移動させるリフトシリンダ7Bとを含む。チルトシリンダ7Aの駆動によりマスト4Aが前後方向に傾斜されることにより、フォーク4Bは、マスト4Aに支持された状態で前後方向に傾斜する。フォーク4Bは、リフトシリンダ7Bの駆動により、マスト4Aに支持された状態で上下方向に移動する。
バッテリパック5は、蓄電池50を含む。バッテリパック5は、収容部材2Bに収容される。蓄電池50は、作業機械1の動力源である。蓄電池50は、充電と放電とを繰り返すことができる。蓄電池50として、リチウムイオン電池が例示される。実施形態において、複数のバッテリパック5が作業機械1に搭載される。実施形態において、バッテリパック5は、2つ設けられる。バッテリパック5は、第1バッテリパック5Aと、第2バッテリパック5Bとを含む。
作業機械1は、運転シート8に着座した操作者による運転操作により稼働する。運転シート8は、フレーム2Aに支持される。作業機械1は、操作者により操作される複数の操作部材を有する。操作部材として、ステアリングホイール9が例示される。操作者は、手でステアリングホイール9を操作して、走行装置3を操舵する。また、不図示ではあるが、操作部材として、アクセルペダル、ブレーキペダル、作業機レバー、及び前後進レバーが例示される。操作者は、足でアクセルペダルを操作して、走行装置3を駆動する。操作者は、足でブレーキペダルを操作して、走行装置3を制動する。操作者は、手で作業機レバーを操作して、作業機4を動作させる。操作者は、手で前後進レバーを操作して、走行装置3の進行方向を前進と後進とに切り換える。
インタフェース装置6は、車体2に配置される。インタフェース装置6は、運転シート8の前方に配置される。インタフェース装置6は、操作者により操作される操作装置6Aと、表示データを表示する表示装置6Bとを含む。操作装置6Aとして、コンピュータ用キーボード、プッシュボタンスイッチ、又は表示装置6Bの表示画面に配置されるタッチパネルが例示される。表示装置6Bとして、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイのようなフラットパネルディスプレイが例示される。
接続部10は、充電装置20に接続される。接続部10は、収容部材2Bの後部に配置される。実施形態において、接続部10は、作業機械1に複数設けられる。実施形態において、接続部10は、2つ設けられる。接続部10は、第1接続部10Aと、第2接続部10Bとを含む。
充電装置20は、蓄電池50を充電する。充電装置20は、作業機械1の外部に配置される。充電装置20は、作業機械1の外部から蓄電池50を充電する。実施形態において、蓄電池50は、複数の充電装置20により同時に充電可能である。実施形態において、蓄電池50は、2台の充電装置20により同時に充電可能である。複数の接続部10のそれぞれに複数の充電装置20のそれぞれが接続される。実施形態において、充電装置20は、第1接続部10Aに接続される第1充電装置20Aと、第2接続部10Bに接続される第2充電装置20Bとを含む。
充電装置20は、ケーブル21及びプラグ22を介して接続部10に接続される。接続部10は、プラグ22が挿入される挿入口を含む。
充電装置20は、インタフェース装置23を有する。インタフェース装置23は、操作者により操作される操作装置23Aと、表示データを表示する表示装置23Bとを含む。操作装置23Aは、充電開始操作部231と、充電停止操作部232と、緊急停止操作部233とを含む。充電開始操作部231及び充電停止操作部232として、トグルスイッチ、ロッカスイッチ、又はプッシュボタンスイッチが例示される。緊急停止操作部233として、プッシュボタンスイッチが例示される。表示装置23Bとして、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイのようなフラットパネルディスプレイが例示される。
図2は、実施形態に係る作業機械1の一部を示す図である。図1及び図2に示すように、作業機械1は、接続部10を覆うカバー2Dを有する。第1接続部10Aと第2接続部10Bとは、作業機械1の車幅方向に間隔をあけて配置される。車体2の後部に電源スイッチ51及び稼働ランプ52が配置される。電源スイッチ51及び稼働ランプ52は、第1接続部10Aと第2接続部10Bとの間に配置される。電源スイッチ51として、モーメンタリスイッチが例示される。稼働ランプ52は、蓄電池50の作動状態に基づいて作動する。蓄電池50の作動状態は、充電状態、放電状態、及び待機状態を含む。一例として、蓄電池50が充電状態である場合、稼働ランプ52が点滅し、蓄電池50が放電状態である場合、稼働ランプ52が点灯する。
[充電制御システム]
図3は、実施形態に係る充電制御システム100を示すブロック図である。充電制御システム100は、バッテリパック5と、充電装置20と、接続部10と、管理コントローラ11と、制御回路30と、電源コントローラ12と、マスタコントローラ13と、インタフェース装置6とを有する。
図3は、実施形態に係る充電制御システム100を示すブロック図である。充電制御システム100は、バッテリパック5と、充電装置20と、接続部10と、管理コントローラ11と、制御回路30と、電源コントローラ12と、マスタコントローラ13と、インタフェース装置6とを有する。
バッテリパック5は、作業機械1に搭載される。バッテリパック5は、蓄電池50と、蓄電池50の電圧を検出する電圧センサ53と、蓄電池50の温度を検出する温度センサ54と、蓄電池50を加温するヒータ55と、バッテリコントローラ56とを有する。
充電装置20は、作業機械1の外部に配置される。充電装置20は、操作装置23Aと、表示装置23Bと、商用電源27に接続されるAC/DC変換モジュール24と、商用電源27とAC/DC変換モジュール24との間に配置されるコンタクタ25と、充電コントローラ26とを有する。
操作装置23Aは、充電装置20に充電動作させる充電開始操作部231と、充電装置20に充電停止動作させる充電停止操作部232と、充電装置20に緊急停止動作させる緊急停止操作部233とを含む。
接続部10は、充電装置20に接続される。接続部20は、プラグ22をロックするロック機構を有する。接続部10は、充電装置20のプラグ22と接続部10とがロックされたことを検出するロックセンサ14を有する。接続部10には、充電装置20のプラグ22と接続部10とが接続されたときに通電される通電ライン15が設けられる。通電ライン15は、検出ライン16を介して電源コントローラ12に接続される。電源コントローラ12は、ロックセンサ14の検出信号又は検出ライン16を介して取得される通電ライン15の通電状態に基づいて、充電装置20のプラグ22と接続部10とが接続されたか否かを判定することができる。
制御回路30は、接続部10を介して充電装置20の正極に接続される正極ライン31と、接続部10を介して充電装置20の負極に接続される負極ライン32と、接続部10を介して管理コントローラ11と充電コントローラ26とを接続する信号ライン33と、管理コントローラ11とバッテリコントローラ56とを接続する信号ライン34とを有する。
信号ライン33は、管理コントローラ11と第1充電装置20Aの充電コントローラ26とを接続する信号ライン33Aと、管理コントローラ11と第2充電装置20Bの充電コントローラ26とを接続する信号ライン33Bとを含む。
信号ライン34は、管理コントローラ11と第1バッテリパック5Aのバッテリコントローラ56とを接続する信号ライン34Aと、管理コントローラ11と第2バッテリパック5Bのバッテリコントローラ56とを接続する信号ライン34Bとを含む。
第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとは、正極ライン31に対して並列接続される。第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとは、負極ライン32に対して並列接続される。第1充電装置20Aと正極ライン31とは、正極ライン31Aを介して接続される。第2充電装置20Bと正極ライン31とは、正極ライン31Bを介して接続される。第1充電装置20Aと負極ライン32とは、負極ライン32Aを介して接続される。第2充電装置20Bと負極ライン32とは、負極ライン32Bを介して接続される。
第1バッテリパック5Aの蓄電池50と第2バッテリパック5Bの蓄電池50とは、直列接続される。正極ライン31は、正極ライン35を介して第1バッテリパック5Aの蓄電池50の正極に接続される。負極ライン32は、負極ライン36を介して第2バッテリパック5Bの蓄電池50の負極に接続される。正極ライン35にヒューズ35Aが配置される。
第1バッテリパック5Aのヒータ55と第2バッテリパック5Bのヒータ55とは、直列接続される。正極ライン31は、正極ライン57を介して第1バッテリパック5Aのヒータ55の正極に接続される。負極ライン32は、負極ライン58を介して第2バッテリパック5Bのヒータ55の負極に接続される。
正極ライン35は、正極ライン37及び正極ライン39を介して走行インバータ61及び作業機インバータ62のそれぞれに接続される。負極ライン36は、負極ライン38及び負極ライン40を介して走行インバータ61及び作業機インバータ62のそれぞれに接続される。走行インバータ61と作業機インバータ62とは、正極ライン39に対して並列接続される。走行インバータ61と作業機インバータ62とは、負極ライン40に対して並列接続される。
また、制御回路30は、正極ライン31に配置される充電コンタクタ41を有する。充電コンタクタ41がONされることにより、充電装置20と蓄電池50とが正極ライン31及び正極ライン35を介して接続され、蓄電池50が充電装置20により充電される。充電コンタクタ41がOFFされることにより、充電装置20と蓄電池50とが分離され、蓄電池50が充電されない。
実施形態において、充電コンタクタ41は、第1充電装置20Aと蓄電池50との接続と分離とを切り換える充電コンタクタ41Aと、第2充電装置20Bと蓄電池50との接続と分離とを切り換える充電コンタクタ41Bとを含む。充電コンタクタ41Aは、正極ライン31Aに配置される。充電コンタクタ41Bは、正極ライン31Bに配置される。充電コンタクタ41AがONされることにより、第1充電装置20Aと蓄電池50とが接続され、蓄電池50が第1充電装置20Aにより充電される。充電コンタクタ41AがOFFされることにより、第1充電装置20Aと蓄電池50とが分離され、蓄電池50が第1充電装置20Aでは充電されない。充電コンタクタ41BがONされることにより、第2充電装置20Bと蓄電池50とが接続され、蓄電池50が第2充電装置20Bにより充電される。充電コンタクタ41BがOFFされることにより、第2充電装置20Bと蓄電池50とが分離され、蓄電池50が第2充電装置20Bでは充電されない。
管理コントローラ11は、制御ライン71を介して充電コンタクタ41に接続される。制御ライン71は、管理コントローラ11と充電コンタクタ41Aとを接続する制御ライン71Aと、管理コントローラ11と充電コンタクタ41Bとを接続する制御ライン71Bとを含む。管理コントローラ11は、制御ライン71を介して充電コンタクタ41を制御する。
また、制御回路30は、正極ライン37に配置される放電コンタクタ42を有する。放電コンタクタ42がONされることにより、蓄電池50と走行インバータ61及び作業機インバータ62のそれぞれとが正極ライン37及び正極ライン39を介して接続され、蓄電池50からの放電により走行インバータ61及び作業機インバータ62のそれぞれに電力が供給される。放電コンタクタ42がOFFされることにより、蓄電池50と走行インバータ61及び作業機インバータ62のそれぞれとが分離され、蓄電池50から走行インバータ61及び作業機インバータ62のそれぞれに電力が供給されない。
管理コントローラ11は、制御ライン72を介して放電コンタクタ42に接続される。管理コントローラ11は、制御ライン72を介して放電コンタクタ42を制御する。
また、制御回路30は、正極ライン57に配置されるヒータコンタクタ43を有する。ヒータコンタクタ43がONされることにより、充電装置20及び蓄電池50の少なくとも一方とヒータ55とが正極ライン57を介して接続され、ヒータ55に電力が供給される。ヒータコンタクタ43がOFFされることにより、充電装置20及び蓄電池50とヒータ55とが分離され、ヒータ55に電力が供給されない。
管理コントローラ11は、制御ライン73を介してヒータコンタクタ43に接続される。管理コントローラ11は、制御ライン73を介してヒータコンタクタ43を制御する。
実施形態において、電圧センサ53の検出信号は、信号ライン34を介してバッテリコントローラ56から管理コントローラ11に送信される。温度センサ54の検出信号は、信号ライン34を介してバッテリコントローラ56から管理コントローラ11に送信される。
蓄電池50が放電するときの蓄電池50の推奨電圧範囲及び推奨温度範囲が定められている。管理コントローラ11は、蓄電池50の電圧が推奨温度範囲でない場合又は蓄電池50の温度が推奨温度範囲でない場合、蓄電池50が放電しないように、放電コンタクタ42を制御する。すなわち、管理コントローラ11は、電圧センサ53の検出信号に基づいて、蓄電池50の電圧が推奨温度範囲でないと判定した場合、又は、温度センサ54の検出信号に基づいて、蓄電池50の温度が推奨温度範囲でないと判定した場合、放電コンタクタ42をOFFにする。管理コントローラ11は、蓄電池50の電圧が推奨温度範囲であり、且つ、蓄電池50の温度が推奨温度範囲であると判定した場合、放電コンタクタ42をONにする。
また、蓄電池50を充電するときの蓄電池50の推奨温度範囲が定められている。管理コントローラ11は、温度センサ54の検出信号に基づいて、蓄電池50の温度が推奨温度範囲以下であると判定した場合、ヒータ55に電力が供給されるように、ヒータコンタクタ43を制御する。ヒータ55に電力が供給されることにより、蓄電池50がヒータ55により加温される。蓄電池50がヒータ55により加温されることにより、蓄電池50の温度が推奨温度範囲になるまで上昇する。
また、制御回路30は、管理コントローラ11の電源回路17と、管理コントローラ11の自己保持リレー44とを有する。正極ライン31は、電源スイッチ51及び正極ライン45を介して電源回路17に接続される。また、正極ライン31は、自己保持リレー44を介して電源回路17に接続される。負極ライン32は、負極ライン46を介して電源回路17に接続される。上述のように、電源スイッチ51は、車体2の後部に配置される。操作者は、電源スイッチ51を操作することができる。電源スイッチ51がONされることにより、電源回路17に電力が供給され、管理コントローラ11が起動する。電源スイッチ51がOFFされることにより、電源回路17に対する電力の供給が遮断され、管理コントローラ11が停止する。
管理コントローラ11は、制御ライン74を介して自己保持リレー44に接続される。管理コントローラ11は、制御ライン74を介して自己保持リレー44を制御する。管理コントローラ11は、蓄電池50の容量が予め定められている閾値以下になったときに、電源回路17に対する電力の供給が遮断されるように自己保持リレー44を制御する。
また、制御回路30は、正極ライン31Aの電圧を検出する電圧センサ47Aと、正極ライン31Bの電圧を検出する電圧センサ47Bと、正極ライン39の電圧を検出する電圧センサ48と、負極ライン36の電流を検出する電流センサ49とを有する。
管理コントローラ11は、電圧センサ47Aの検出信号に基づいて、充電コンタクタ41Aの動作不良が発生したか否かを判定する。充電コンタクタ41AがOFFにされた場合、電圧センサ47Aにより検出される電圧は低くなる。管理コントローラ11は、充電コンタクタ41AをOFFにする制御信号を出力したにも関わらず、電圧センサ47Aにより検出される電圧が高い場合、充電コンタクタ41Aの動作不良が発生したと判定することができる。
同様に、管理コントローラ11は、電圧センサ47Bの検出信号に基づいて、充電コンタクタ41Bの動作不良が発生したか否かを判定することができる。管理コントローラ11は、電圧センサ48の検出信号に基づいて、放電コンタクタ42の動作不良が発生したか否かを判定することができる。
走行インバータ61は、正極ライン39からの直流電流を三相交流電流に変換して、走行モータ63に供給する。走行モータ63は、走行インバータ61から供給された三相交流電流に基づいて駆動する。走行モータ63は、走行装置3を動作させる。実施形態において、走行モータ63は、前輪3F及び後輪3Rの少なくとも一方を回転させる動力を発生する。
作業機インバータ62は、正極ライン39からの直流電流を三相交流電流に変換して、作業機モータ64に供給する。作業機モータ64は、作業機インバータ62から供給された三相交流電流に基づいて駆動する。作業機モータ64は、作業機4を動作させる。実施形態において、作業機モータ64は、不図示の油圧ポンプを駆動させる動力を発生する。油圧ポンプから吐出された作動油は、作業機シリンダ7に供給される。作業機シリンダ7に作動油が供給されることにより、作業機4が動作する。
電源コントローラ12は、通信ライン75を介して管理コントローラ11に接続される。電源コントローラ12は、通信ライン76を介してマスタコントローラ13に接続される。電源コントローラ12は、管理コントローラ11の上位コントローラである。管理コントローラ11は、電源コントローラ12からの制御信号に基づいて作動する。
マスタコントローラ13は、上述の操作部材の操作に基づいて、走行インバータ61及び作業機インバータ62を制御する。マスタコントローラ13は、例えばアクセルペダル及びブレーキペダルの少なくとも一方の操作に基づいて、走行インバータ61を制御する。マスタコントローラ13は、作業レバーの操作に基づいて、作業機インバータ62を制御する。
作業機械1は、インタフェース装置6と、キースイッチ80と、緊急停止操作部81とを有する。上述のように、インタフェース装置6は、操作装置6Aと、表示装置6Bとを有する。操作装置6Aは、充電装置20を充電動作させる充電開始操作部と、充電装置20を充電停止動作させる充電停止操作部とを含む。
キースイッチ80は、車体2の少なくとも一部に配置される。キースイッチ80は、例えば運転シート8に着座した操作者により操作される。キースイッチ80がONされることにより、作業機械1は稼働可能な状態になる。
緊急停止操作部81は、車体2の少なくとも一部に配置される。緊急停止操作部81は、例えば運転シート8に着座した操作者により操作される。緊急停止操作部81として、プッシュボタンスイッチが例示される。
[充電制御システムの動作の概要]
図4は、実施形態に係る充電制御システム100の動作の概要を説明するための模式図である。
図4は、実施形態に係る充電制御システム100の動作の概要を説明するための模式図である。
充電装置20の動作状態は、操作装置23Aの操作又は操作装置6Aの操作により変更される。管理コントローラ11は、第1充電装置20Aに配置される操作装置23A、第2充電装置20Bに配置される操作装置23A、及び作業機械1に配置される操作装置6Aのうち、少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号に基づいて、複数の充電装置20(20A,20B)のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力する。充電装置20の動作は、蓄電池50を充電する充電動作と、蓄電池50の充電を停止する充電停止動作と、蓄電池50の充電を緊急停止する緊急停止動作とを含む。
第1充電装置20Aが第1接続部10Aに接続され、第2充電装置20Bが第2接続部10Bに接続された状態で、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aが操作され、第2充電装置20Bに配置されている操作装置6A及び作業機械1に配置されている操作装置6Aが操作されない場合、管理コントローラ11は、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aにより生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが同一の動作状態で動作するように制御信号を出力する。第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aにより生成された操作信号は、信号ライン33Aを介して管理コントローラ11に送信される。管理コントローラ11は、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aにより生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが同一の動作状態で動作するように、充電コンタクタ41A及び充電コンタクタ41Bを制御する制御信号を出力する。
第1充電装置20Aが第1接続部10Aに接続され、第2充電装置20Bが第2接続部10Bに接続された状態で、第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aが操作され、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23A及び作業機械1に配置されている操作装置6Aが操作されない場合、管理コントローラ11は、第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aにより生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが同一の動作状態で動作するように制御信号を出力する。第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aにより生成された操作信号は、信号ライン33Bを介して管理コントローラ11に送信される。管理コントローラ11は、第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aにより生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが同一の動作状態で動作するように、充電コンタクタ41A及び充電コンタクタ41Bを制御する制御信号を出力する。
第1充電装置20Aが第1接続部10Aに接続され、第2充電装置20Bが第2接続部10Bに接続された状態で、作業機械1に配置されている操作装置6Aが操作され、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23A及び第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aが操作されない場合、管理コントローラ11は、作業機械1に配置されている操作装置6Aにより生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが同一の動作状態で動作するように制御信号を出力する。作業機械1に配置されている操作装置6Aにより生成された操作信号は、電源コントローラ12及び通信ライン75を介して管理コントローラ11に送信される。管理コントローラ11は、作業機械1に配置されている操作装置6Aにより生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが同一の動作状態で動作するように、充電コンタクタ41A及び充電コンタクタ41Bを制御する制御信号を出力する。
例えば、第1充電装置20Aに配置されている充電開始操作部231が操作された場合、管理コントローラ11は、第1充電装置20Aのみならず、第2充電装置20Bも充電動作するように、制御信号を出力する。すなわち、管理コントローラ11は、充電コンタクタ41A及び充電コンタクタ41BのそれぞれがONされるように、制御信号を出力する。
第2充電装置20Bに配置されている充電開始操作部231が操作された場合、管理コントローラ11は、第2充電装置20Bのみならず、第1充電装置20Aも充電動作するように、制御信号を出力する。作業機械1に配置されている操作装置6Aの充電開始操作部が操作された場合、管理コントローラ11は、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが充電動作するように、制御信号を出力する。
例えば、第1充電装置20Aに配置されている充電停止操作部232が操作された場合、管理コントローラ11は、第1充電装置20Aのみならず、第2充電装置20Bも充電停止動作するように、制御信号を出力する。すなわち、管理コントローラ11は、充電コンタクタ41A及び充電コンタクタ41BのそれぞれがOFFされるように、制御信号を出力する。
第2充電装置20Bに配置されている充電停止操作部232が操作された場合、管理コントローラ11は、第2充電装置20Bのみならず、第1充電装置20Aも充電停止動作するように、制御信号を出力する。作業機械1に配置されている操作装置6Aの充電停止操作部232が操作された場合、管理コントローラ11は、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれが充電停止動作するように、制御信号を出力する。
例えば、第1充電装置20Aに配置されている緊急停止操作部233が操作された場合、第1充電装置20Aと商用電源27との通電が遮断されるように第1充電装置20Aに設けられたコンタクタ25が作動する。これにより、第1充電装置20Aが緊急停止動作する。また、第1充電装置20Aに配置されている緊急停止操作部233により生成された操作信号は、信号ライン33Aを介して管理コントローラ11に送信される。管理コントローラ11は、第1充電装置20Aに配置されている緊急停止操作部233により生成された操作信号に基づいて、第2充電装置20Bを緊急停止動作させる制御信号を出力する。すなわち、管理コントローラ11は、充電コンタクタ41BがOFFされるように、制御信号を出力する。
第2充電装置20Bに配置されている緊急停止操作部233が操作された場合、第2充電装置20Bと商用電源27との通電が遮断されるように第2充電装置20Bに設けられたコンタクタ25が作動する。これにより、第2充電装置20Bが緊急停止動作する。また、第2充電装置20Bに配置されている緊急停止操作部233により生成された操作信号は、信号ライン33Bを介して管理コントローラ11に送信される。管理コントローラ11は、第2充電装置20Bに配置されている緊急停止操作部233により生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20Aを緊急停止動作させる制御信号を出力する。すなわち、管理コントローラ11は、充電コンタクタ41AがOFFされるように、制御信号を出力する。
作業機械1に配置されている緊急停止操作部81が操作された場合、緊急停止操作部81により生成された操作信号は、電源コントローラ12及び通信ライン75を介して管理コントローラ11に送信される。管理コントローラ11は、作業機械1に配置されている緊急停止操作部81により生成された操作信号に基づいて、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれを緊急停止動作させる制御信号を出力する。すなわち、管理コントローラ11は、充電コンタクタ41A及び充電コンタクタ41BのそれぞれがOFFされるように、制御信号を出力する。
また、管理コントローラ11は、充電装置20(20A,20B)の動作形態を、第1充電装置20Aに配置されている表示装置23B、第2充電装置20Bに配置されている表示装置23B、及び作業機械1に配置されている表示装置6Bのそれぞれに表示させる。
[充電制御方法]
次に、実施形態に係る充電制御方法について説明する。図5は、実施形態に係る充電開始処理を示すフローチャートである。図5は、接続部10にプラグ22が接続されていない状態から接続された状態に変化したときの充電制御方法を示す。実施形態において、接続部10にプラグ22が接続されると、操作装置23A及び操作装置6Aが操作されることなく、充電装置20による蓄電池50の充電が開始される。
次に、実施形態に係る充電制御方法について説明する。図5は、実施形態に係る充電開始処理を示すフローチャートである。図5は、接続部10にプラグ22が接続されていない状態から接続された状態に変化したときの充電制御方法を示す。実施形態において、接続部10にプラグ22が接続されると、操作装置23A及び操作装置6Aが操作されることなく、充電装置20による蓄電池50の充電が開始される。
電源スイッチ51がONされ、操作者により接続部10にプラグ22が接続されると、管理コントローラ11は、充電コントローラ26との通信が成立したことを確認する(ステップSA1)。
管理コントローラ11と充電コントローラ26との通信が成立した後、管理コントローラ11は、充電許可フラグを立てる(ステップSA2)。
次に、充電コントローラ26は、接続部10に設けられているロック機構を作動させて、接続部10とプラグ22とをロックする(ステップSA3)。
次に、管理コントローラ11は、充電装置20が充電動作するように、充電コンタクタ41をONする制御信号を出力する(ステップSA4)。
充電コンタクタ41がONされた後、管理コントローラ11は、充電装置20から電流が出力されるように、充電コントローラ26に制御信号を出力する。充電装置20から蓄電池50に電流が供給されることにより、蓄電池50が充電される。
図6は、実施形態に係る充電停止処理を示すフローチャートである。図6は、充電装置20が充電動作しているときに充電停止操作部232が操作されたときの充電制御方法を示す。上述のように、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aの充電停止操作部232、第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aの充電停止操作部232、及び作業機械1に配置されている操作装置6Aの充電停止操作部の少なくとも一つが操作されることにより、充電装置20による蓄電池50の充電が停止される。
例えば、第1充電装置20Aに配置されている充電停止操作部232が操作されると、充電停止操作部232において、充電を停止させる操作信号である停止信号が生成される。管理コントローラ11は、充電停止操作部232から停止信号を受信する(ステップSB1)。
停止信号を受信した後、管理コントローラ11は、充電不許可フラグを立てる(ステップSB2)。
次に、管理コントローラ11は、充電装置20からの電流の出力が停止されるように、充電コントローラ26に制御信号を出力する。また、管理コントローラ11は、充電装置20が充電停止動作するように、充電コンタクタ41をOFFする制御信号を出力する(ステップSB3)。
次に、充電コントローラ26は、接続部10に設けられているロック機構を作動させて、接続部10とプラグ22とのロックを解除する(ステップSB4)。
図7は、実施形態に係る充電再開処理を示すフローチャートである。図7は、接続部10とプラグ22とが接続されている状態で充電装置20が充電停止動作しているときに充電開始操作部231が操作されたときの充電制御方法を示す。上述のように、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aの充電開始操作部231、第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aの充電開始操作部231、及び作業機械1に配置されている操作装置6Aの充電開始操作部の少なくとも一つが操作されることにより、充電装置20による蓄電池50の充電が開始される。
例えば、第1充電装置20Aに配置されている充電開始操作部231が操作されると、充電開始操作部231において、充電を開始させる操作信号である開始信号が生成される。管理コントローラ11は、充電開始操作部231から開始信号を受信する(ステップSC1)。
開始信号を受信した後、管理コントローラ11は、充電許可フラグを立てる(ステップSC2)。
次に、充電コントローラ26は、接続部10に設けられているロック機構を作動させて、接続部10とプラグ22とをロックする(ステップSC3)。
次に、管理コントローラ11は、充電装置20が充電動作するように、充電コンタクタ41をONする制御信号を出力する(ステップSC4)。
充電コンタクタ41がONされた後、管理コントローラ11は、充電装置20から電流が出力されるように、充電コントローラ26に制御信号を出力する。充電装置20から蓄電池50に電流が供給されることにより、蓄電池50が充電される。
[表示装置]
図8、図9、及び図10のそれぞれは、実施形態に係る表示装置6Bを示す図である。図8は、接続部10とプラグ22とがロックされ、且つ、充電が開始される前の充電待機状態における表示装置6Bの表示例を示す。図9は、接続部10とプラグ22とがロックされ、且つ、充電しているときの充電状態における表示装置6Bの表示例を示す。図10は、接続部10とプラグ22とのロックが解除されているときの充電待機状態における表示装置6Bの表示例を示す。図8、図9、及び図10に示すように、充電装置20の動作状態に基づいて、表示装置6Bに表示される表示データが変化する。また、表示装置6Bと同様の表示データが、表示装置23Bにも表示される。
図8、図9、及び図10のそれぞれは、実施形態に係る表示装置6Bを示す図である。図8は、接続部10とプラグ22とがロックされ、且つ、充電が開始される前の充電待機状態における表示装置6Bの表示例を示す。図9は、接続部10とプラグ22とがロックされ、且つ、充電しているときの充電状態における表示装置6Bの表示例を示す。図10は、接続部10とプラグ22とのロックが解除されているときの充電待機状態における表示装置6Bの表示例を示す。図8、図9、及び図10に示すように、充電装置20の動作状態に基づいて、表示装置6Bに表示される表示データが変化する。また、表示装置6Bと同様の表示データが、表示装置23Bにも表示される。
[コンピュータシステム]
図11は、実施形態に係るコンピュータシステム1000を示すブロック図である。上述の管理コントローラ11、電源コントローラ12、及びマスタコントローラ13のそれぞれは、コンピュータシステム1000を含む。コンピュータシステム1000は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ1001と、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ及びRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含むメインメモリ1002と、ストレージ1003と、入出力回路を含むインタフェース1004とを有する。上述の管理コントローラ11、電源コントローラ12、及びマスタコントローラ13のそれぞれの機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ1003に記憶されている。プロセッサ1001は、コンピュータプログラムをストレージ1003から読み出してメインメモリ1002に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム1000に配信されてもよい。
図11は、実施形態に係るコンピュータシステム1000を示すブロック図である。上述の管理コントローラ11、電源コントローラ12、及びマスタコントローラ13のそれぞれは、コンピュータシステム1000を含む。コンピュータシステム1000は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ1001と、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ及びRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含むメインメモリ1002と、ストレージ1003と、入出力回路を含むインタフェース1004とを有する。上述の管理コントローラ11、電源コントローラ12、及びマスタコントローラ13のそれぞれの機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ1003に記憶されている。プロセッサ1001は、コンピュータプログラムをストレージ1003から読み出してメインメモリ1002に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム1000に配信されてもよい。
コンピュータプログラム又はコンピュータシステム1000は、上述の実施形態に従って、作業機械1に搭載された蓄電池50を充電する複数の充電装置20と作業機械1に設けられた複数の接続部10とのそれぞれが接続された状態で、複数の操作装置23A,6Aのうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号を受信することと、操作信号に基づいて、複数の充電装置20のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力することと、を実行することができる。
[効果]
以上説明したように、実施形態に係る充電制御システム100は、作業機械1に搭載された蓄電池50と、作業機械1に設けられ、蓄電池50を充電する複数の充電装置20のそれぞれが接続される複数の接続部10と、複数の操作装置23A,6Aのうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号に基づいて、複数の充電装置20のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力する管理コントローラ11と、を備える。
以上説明したように、実施形態に係る充電制御システム100は、作業機械1に搭載された蓄電池50と、作業機械1に設けられ、蓄電池50を充電する複数の充電装置20のそれぞれが接続される複数の接続部10と、複数の操作装置23A,6Aのうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号に基づいて、複数の充電装置20のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力する管理コントローラ11と、を備える。
実施形態によれば、例えば第1充電装置20Aに配置されている操作装置23Aを操作するだけで、第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとを同時に充電動作させたり、同時に充電停止動作させたりすることができる。操作者は、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23A及び第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aの両方を操作しなくても済むので、充電作業を効率良く実施することができる。
操作装置23Aは、複数の充電装置20のそれぞれに配置される。実施形態において、操作装置23Aは、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれに配置される。これにより、操作者は、第1充電装置20Aに配置されている操作装置23A及び第2充電装置20Bに配置されている操作装置23Aの一方を操作するだけで、第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとを同時に充電動作させたり、同時に充電停止動作させたりすることができる。
操作装置6Aは、作業機械1に配置される。実施形態において、操作装置6Aは、車体2に配置される。これにより、操作者は、例えば運転シート8に着座した状態で、操作装置6Aを操作することができる。操作者は、操作装置6Aを操作するだけで、第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとを同時に充電動作させたり、同時に充電停止動作させたりすることができる。
充電装置20の動作は、充電動作と、充電停止動作と、含む。操作装置23Aは、充電動作させる充電開始操作部231と、充電停止動作させる充電停止操作部232と、を含む。操作装置6Aも、充電開始操作部と、充電停止操作部とを有する。これにより、操作者は、1つの充電開始操作部231を操作するだけで、第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとを同時に充電動作させることができる。操作者は、1つの充電停止操作部232を操作するだけで、第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとを同時に充電停止動作させることができる。
充電装置20の動作は、緊急停止動作を含む。操作装置23Aは、緊急停止動作させる緊急停止操作部233を含む。作業機械1にも、緊急停止操作部81が配置される。これにより、操作者は、第1充電装置20Aに配置されている緊急停止操作部233、第2充電装置20Bに配置されている緊急停止操作部233、及び作業機械1に配置されている緊急停止操作部81の少なくとも1つを操作するだけで、第1充電装置20Aと第2充電装置20Bとを同時に緊急停止動作させることができる。
充電装置20は、第1充電装置20Aと、第2充電装置20Bと、を含む。第1充電装置20Aの緊急停止操作部233が操作された場合、第1充電装置20Aと商用電源27との通電が遮断されるように第1充電装置20Aに設けられたコンタクタ25が作動する。管理コントローラ11は、第1充電装置20Aの緊急停止操作部233により生成された操作信号に基づいて、第2充電装置20Bを緊急停止動作させる制御信号を出力する。これにより、第1充電装置20Aは、物理的要素(ハードウエア)であるコンタクタ25を用いて緊急停止され、第2充電装置20Bは、管理コントローラ11から出力される無形要素である制御信号に基づいて緊急停止される。
管理コントローラ11は、充電装置20の動作形態を複数の表示装置23B,6Bのそれぞれに表示させる。複数の表示装置23B,6Bのそれぞれは、充電装置20の同一の動作形態を同時に表示する。これにより、操作者は、充電装置20の動作形態を効率良く確認することができる。
表示装置23Bは、複数の充電装置20のそれぞれに配置される。実施形態において、表示装置23Bは、第1充電装置20A及び第2充電装置20Bのそれぞれに配置される。第1充電装置20Aに配置される表示装置23B及び第2充電装置20Bに配置される表示装置23Bは、同一の表示データを同時に表示する。これにより、操作者は、充電装置20の動作形態を効率良く確認することができる。
表示装置6Bは、作業機械1に配置される。実施形態において、表示装置6Bは、車体2に配置される。これにより、操作者は、例えば運転シート8に着座した状態で、充電装置20の動作状態を確認することができる。
作業機械1は、作業機4と、作業機4を動作させる作業機モータ64と、を備える。作業機モータ64は、蓄電池50から供給される電力に基づいて駆動する。これにより、作業現場においてクリーンな環境が維持される。
作業機械1は、走行装置3と、走行装置3を動作させる走行モータ63と、を備える。走行モータ63は、蓄電池50から供給される電力に基づいて駆動する。これにより、作業現場においてクリーンな環境が維持される。
[その他の実施形態]
上述の実施形態において、作業機械1がバッテリフォークリフトであることとした。作業機械1は、バッテリショベル、バッテリホイールローダ、バッテリダンプトラック、又はバッテリブルドーザ等でもよい。上述の実施形態において説明した構成要素は、蓄電池を動力源とする作業機械に適用することができる。
上述の実施形態において、作業機械1がバッテリフォークリフトであることとした。作業機械1は、バッテリショベル、バッテリホイールローダ、バッテリダンプトラック、又はバッテリブルドーザ等でもよい。上述の実施形態において説明した構成要素は、蓄電池を動力源とする作業機械に適用することができる。
1…作業機械、2…車体、2A…フレーム、2B…収容部材、2C…カウンタウエイト、2D…カバー、3…走行装置、3F…前輪、3R…後輪、4…作業機、4A…マスト、4B…フォーク、5…バッテリパック、5A…第1バッテリパック、5B…第2バッテリパック、6…インタフェース装置、6A…操作装置、6B…表示装置、7…作業機シリンダ、7A…チルトシリンダ、7B…リフトシリンダ、8…運転シート、9…ステアリングホイール、10…接続部、10A…第1接続部、10B…第2接続部、11…管理コントローラ、12…電源コントローラ、13…マスタコントローラ、14…ロックセンサ、15…通電ライン、16…検出ライン、17…電源回路、20…充電装置、20A…第1充電装置、20B…第2充電装置、21…ケーブル、22…プラグ、23…インタフェース装置、23A…操作装置、23B…表示装置、24…AC/DC変換モジュール、25…コンタクタ、26…充電コントローラ、27…商用電源、30…制御回路、31…正極ライン、31A…正極ライン、31B…正極ライン、32…負極ライン、32A…負極ライン、32B…負極ライン、33…信号ライン、33A…信号ライン、33B…信号ライン、34…信号ライン、34A…信号ライン、34B…信号ライン、35…正極ライン、35A…ヒューズ、36…負極ライン、37…正極ライン、38…負極ライン、39…正極ライン、40…負極ライン、41…充電コンタクタ、41A…充電コンタクタ、41B…充電コンタクタ、42…放電コンタクタ、43…ヒータコンタクタ、44…自己保持リレー、45…正極ライン、46…負極ライン、47A…電圧センサ、47B…電圧センサ、48…電圧センサ、49…電流センサ、50…蓄電池、51…電源スイッチ、52…稼働ランプ、53…電圧センサ、54…温度センサ、55…ヒータ、56…バッテリコントローラ、57…正極ライン、58…負極ライン、61…走行インバータ、62…作業機インバータ、63…走行モータ63…作業機モータ、71…制御ライン、71A…制御ライン、71B…制御ライン、72…制御ライン、73…制御ライン、74…制御ライン、75…通信ライン、76…通信ライン、80…キースイッチ、81…緊急停止操作部、100…充電制御システム、231…充電開始操作部、232…充電停止操作部、233…緊急停止操作部、1000…コンピュータシステム、1001…プロセッサ、1002…メインメモリ、1003…ストレージ、1004…インタフェース。
Claims (13)
- 作業機械に搭載された蓄電池と、
作業機械に設けられ、前記蓄電池を充電する複数の充電装置のそれぞれが接続される複数の接続部と、
複数の操作装置のうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号に基づいて、複数の前記充電装置のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力するコントローラと、を備える、
充電制御システム。 - 前記操作装置は、複数の前記充電装置のそれぞれに配置される、
請求項1に記載の充電制御システム。 - 前記操作装置は、前記作業機械に配置される、
請求項2に記載の充電制御システム。 - 前記充電装置の動作は、充電動作と、充電停止動作と、含み、
前記操作装置は、前記充電動作させる充電開始操作部と、前記充電停止動作させる充電停止操作部と、を含む、
請求項1に記載の充電制御システム。 - 前記充電装置の動作は、緊急停止動作を含み、
前記操作装置は、前記緊急停止動作させる緊急停止操作部を含む、
請求項1に記載の充電制御システム。 - 前記充電装置は、第1充電装置と、第2充電装置と、を含み、
前記第1充電装置の緊急停止操作部が操作された場合、前記第1充電装置と商用電源との通電が遮断されるように前記第1充電装置に設けられたコンタクタが作動し、
前記コントローラは、前記第1充電装置の緊急停止操作部により生成された前記操作信号に基づいて、前記第2充電装置を緊急停止動作させる制御信号を出力する、
請求項5に記載の充電制御システム。 - 前記コントローラは、前記充電装置の動作形態を複数の表示装置のそれぞれに表示させる、
請求項1に記載の充電制御システム。 - 前記表示装置は、複数の前記充電装置のそれぞれに配置される、
請求項7に記載の充電制御システム。 - 前記表示装置は、前記作業機械に配置される、
請求項8に記載の充電制御システム。 - 請求項1に記載の充電制御システムを備える、
作業機械。 - 作業機と、
前記作業機を動作させる作業機モータと、を備え、
前記作業機モータは、前記蓄電池から供給される電力に基づいて駆動する、
請求項10に記載の作業機械。 - 走行装置と、
前記走行装置を動作させる走行モータと、を備え、
前記走行モータは、前記蓄電池から供給される電力に基づいて駆動する、
請求項10に記載の作業機械。 - 作業機械に搭載された蓄電池を充電する複数の充電装置と前記作業機械に設けられた複数の接続部とのそれぞれが接続された状態で、複数の操作装置のうち少なくとも1つの操作装置により生成された操作信号を受信することと、
前記操作信号に基づいて、複数の前記充電装置のそれぞれが同一の動作形態で動作するように制御信号を出力することと、を含む、
充電制御方法。
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