JP2024021167A - 電動作業車 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動作業車においてデータ収集装置の効率的な稼働を実現する。【解決手段】第一蓄電装置と、第二蓄電装置と、走行装置と作業装置との少なくとも一方を駆動させるモータと、モータの駆動に関する情報を含むデータを経時的に取得するデータ収集装置と、第二蓄電装置とデータ収集装置との夫々に接続され、第二蓄電装置とデータ収集装置との通電を許容する通電状態と、第二蓄電装置とデータ収集装置との通電を遮断する遮断状態と、の切替が可能な継電装置と、が備えられている。継電装置は、切替操作具において切操作が行われたタイミングから予め設定された第一時間が経過すると、通電状態から遮断状態へ切り替わる。【選択図】図5
Description
本発明は、電動作業車に関する。
例えば特許文献1に開示された作業車においては、作業に関する情報を収集するデータ収集装置(文献においては「作業機用アクセスポイント装置」)が備えられている。
特許文献1に開示されたデータ収集装置においては、作業車の主電源が停止したときに、データ収集装置が通信機能を休止させる処理を実行する。これにより、作業車の主電源停止時において、通信機能による消費電力の低減が図られている。
ところで、作業車が電動化されると、作業車における電装品には一層の省電力化が要求される。また、データ収集装置は、高機能化によってデータの収集量が多くなり、これに伴ってデータ収集装置の消費電力も大きくなりがちとなる。特に、作業車の稼働が停止する際にも、データ収集装置は作業車の稼働終了時におけるデータ収集を行う場合が考えられる。このとき、データ収集装置は、作業車の稼働終了時におけるデータ収集を確実に行う必要があり、かつ、作業車の稼働終了後における消費電力を抑制する必要がある。
本発明は、電動作業車においてデータ収集装置の効率的な稼働を実現することを目的とする。
本発明による電動作業車においては、電力を蓄え、電力を供給する第一状態と、電力を供給しない第二状態と、に切替が可能な第一蓄電装置と、電力を蓄える第二蓄電装置と、前記第一蓄電装置に蓄えられている電力を消費することによって、走行装置と作業装置との少なくとも一方を駆動させるモータと、前記第一蓄電装置と前記第二蓄電装置との夫々に蓄えられている電力の少なくとも一方を消費することによって、前記モータの駆動に関する情報を含むデータを経時的に取得するデータ収集装置と、前記第一蓄電装置の状態を前記第二状態から前記第一状態へ切り替える入操作と、前記第一蓄電装置の状態を前記第一状態から前記第二状態へ切り替える切操作と、を受け付ける切替操作具と、前記第二蓄電装置と前記データ収集装置との夫々に接続され、前記第二蓄電装置と前記データ収集装置との通電を許容する通電状態と、前記第二蓄電装置と前記データ収集装置との通電を遮断する遮断状態と、の切替が可能な継電装置と、が備えられ、前記継電装置は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから予め設定された第一時間が経過すると、前記通電状態から前記遮断状態へ切り替わることを特徴とする。
本発明によると、データ収集装置が第一蓄電装置と第二蓄電装置との夫々に蓄えられている電力の少なくとも一方を消費する。このため、第一蓄電装置が第二状態に切り替えられた場合であっても、データ収集装置は、第二蓄電装置に蓄えられた電力を消費することによって、引き続きデータを取得できる。また、データ収集装置と第二蓄電装置との間に継電装置が介在する。継電装置は、第一蓄電装置が第二状態に切り替えられた後も、第一時間が経過するタイミングまでは、通電状態を継続する。このため、運転者が切替操作を切操作して電動作業車の稼働を終了する際に、データ収集装置は稼働終了時におけるデータをしっかり取得できる。更に、第一時間が経過したタイミングにおいて、継電装置の状態が通電状態から遮断状態へ切り替えられる。このため、データ収集装置と第二蓄電装置との通電が遮断され、データ収集装置の電源はそのまま切れる。これにより、電動作業車の稼働が停止した後に、第二蓄電装置に蓄えられた電力がデータ収集装置によって無駄に消費され続ける虞が回避される。この結果、電動作業車においてデータ収集装置の効率的な稼働が実現される。
本発明において、前記データ収集装置は、前記データを外部へ送信可能な送信部を有し、前記送信部は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから前記第一時間が経過するタイミングまでの間に、前記データを外部へ送信すると好適である。
本構成であれば、運転者が切替操作具を切操作して電動作業車の稼働を終了する場合であっても、データ収集装置は、第一時間が経過するタイミングまでに、データを取り残すことなく取得して外部へ送信できる。これにより、例えば外部の管理コンピュータは、電動作業車の稼働が終了するまでのデータを遅滞なく取得して、例えば故障予兆の解析や診断等に活用できる。
本発明において、前記継電装置へ制御信号を出力可能な制御装置が備えられ、前記制御装置は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから前記第一時間が経過するタイミングで、前記継電装置を前記通電状態から前記遮断状態へ切り替える前記制御信号を出力すると好適である。
本構成であれば、制御装置が継電装置へ制御信号を出力するため、継電装置は、制御信号に基づいて的確に通電状態から遮断状態へ切り替わる。
本発明において、前記第一蓄電装置は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから前記第一時間よりも短い第二時間が経過したタイミングで、前記第一状態から前記第二状態へ切り替わると好適である。
本構成であれば、第一蓄電装置は、運転者によって切操作が行われた場合であっても、直ちに第一状態から第二状態へ切り替わるのではなく、第二時間が経過したタイミングで第一状態から第二状態へ切り替わる。このため、電動作業車の稼働が終了する際に、モータ等の各機器が、稼働を終了するための準備処理を実行できる。
本発明において、前記第二蓄電装置の出力電圧は前記第一蓄電装置の出力電圧よりも低く、前記第一蓄電装置と前記第二蓄電装置との夫々に対して通電可能に接続され、前記第一蓄電装置からの電力を受電し、電圧降下して前記第二蓄電装置へ送電可能な電圧変換装置が備えられ、前記第二蓄電装置は、前記電圧変換装置を介して前記第一蓄電装置から受電した電力で充電可能であると好適である。
本構成であれば、第二蓄電装置が第一蓄電装置の電力で充電可能である。このため、第二蓄電装置の電力が不足する虞が回避され、データ収集装置は、電動作業車の稼働終了時におけるデータを確実に取得できる。
本発明において、前記電圧変換装置は、前記第一蓄電装置の状態が前記第一状態から前記第二状態へ切り替わると、前記第一蓄電装置と前記第二蓄電装置との通電を遮断すると好適である。
本構成によって、第一蓄電装置に蓄えられた電力が、第二状態のときに第二蓄電装置で消費されなくなる。これにより、電動作業車の稼働終了後においては、第一蓄電装置の稼働が確実に休止する。
本発明において、運転者が着座可能な座席を有する運転部が備えられ、前記モータ及び前記第一蓄電装置は、前記座席よりも前側に備えられ、かつ、前記データ収集装置は、前記座席よりも後側に備えられていると好適である。
モータ及び第一蓄電装置は、稼働に伴って発熱しがちである。本構成であれば、データ収集装置は、座席よりも後ろ側に備えられ、座席よりも前側に備えられたモータ及び第一蓄電装置から離れている。これにより、データ収集装置は、モータ及び第一蓄電装置の発熱の影響を受け難くなる。
本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。なお、以下の説明においては、特に断りがない限り、図中の矢印「F」の方向を「前」、矢印「B」の方向を「後」とし、矢印「L」の方向を「左」、矢印「R」の方向を「右」とする。また、図中の矢印「U」の方向を「上」、矢印「D」の方向を「下」とする。
〔電動作業車の全体構成〕
以下では、本実施形態の電動作業車について説明する。図1に電動作業車の一例として電動トラクタを示している。図1に示すように、電動トラクタは、左右の前車輪10、左右の後車輪11、カバー部材12を備えている。
以下では、本実施形態の電動作業車について説明する。図1に電動作業車の一例として電動トラクタを示している。図1に示すように、電動トラクタは、左右の前車輪10、左右の後車輪11、カバー部材12を備えている。
また、電動トラクタは、機体フレーム2及び運転部3を備えている。機体フレーム2は、左右の前車輪10及び左右の後車輪11に支持されている。
カバー部材12は、機体前部に配置されている。そして、運転部3は、カバー部材12の後方に設けられている。言い換えれば、カバー部材12は、運転部3の前方に配置されている。
運転部3は、保護フレーム30、座席31、ステアリングホイール32を有している。運転者は、座席31に着座可能である。これにより、運転者は、運転部3に搭乗可能である。ステアリングホイール32の操作によって、左右の前車輪10は操向操作される。運転者は、運転部3において、各種の運転操作を行うことができる。
電動トラクタは、走行用バッテリ装置4を備えている。また、カバー部材12は、機体左右方向に沿う開閉軸芯Q周りに揺動可能に構成されている。これにより、カバー部材12は、開閉可能に構成されている。カバー部材12が閉状態であるとき、走行用バッテリ装置4は、カバー部材12に覆われている。走行用バッテリ装置4は、本発明の『第一蓄電装置』に相当する。
図2に示すように、電動トラクタは、インバータ14及びモータMを備えている。走行用バッテリ装置4は、インバータ14へ電力を供給する。インバータ14は、走行用バッテリ装置4からの直流電力を交流電力に変換してモータMへ供給する。そして、モータMは、インバータ14から供給される交流電力によって駆動する。換言すると、モータMは、走行用バッテリ装置4に蓄えられている電力を消費することによって駆動する。
図2及び図3に示すように、電動トラクタは、静油圧式無段変速機15及びトランスミッション16を備えている。図3に示すように、静油圧式無段変速機15は、油圧ポンプ15a及び油圧モータ15bを有している。
油圧ポンプ15aは、モータMからの回転動力によって駆動する。油圧ポンプ15aが駆動することによって、油圧モータ15bから回転動力が出力される。なお、静油圧式無段変速機15は、油圧ポンプ15aと油圧モータ15bとの間で回転動力が変速されるように構成されている。また、静油圧式無段変速機15は、変速比を無段階に変更可能に構成されている。
油圧モータ15bから出力された回転動力は、トランスミッション16に伝達される。トランスミッション16に伝達された回転動力は、トランスミッション16の有するギヤ式変速機構によって変速され、左右の前車輪10及び左右の後車輪11へ分配される。これにより、左右の前車輪10及び左右の後車輪11が駆動する。
また、図2及び図3に示すように、電動トラクタは、ミッドPTO軸17及びリヤPTO軸18を備えている。モータMから出力された回転動力は、油圧ポンプ15a、ミッドPTO軸17、リヤPTO軸18へ分配される。これにより、ミッドPTO軸17及びリヤPTO軸18が回転する。
ミッドPTO軸17またはリヤPTO軸18に作業装置が接続されていれば、ミッドPTO軸17またはリヤPTO軸18の回転動力によって、作業装置が駆動する。例えば、図2に示すように、本実施形態では、ミッドPTO軸17に草刈装置19が接続されている。ミッドPTO軸17の回転動力によって、草刈装置19が駆動する。
草刈装置19は、本発明の『作業装置』に相当する。左右の前車輪10及び左右の後車輪11は、本発明の『走行装置』に相当する。このように、モータMは、草刈装置19と左右の前車輪10と左右の後車輪11とを駆動させる。
図1に示すように、座席31の後方に、テレマティクス装置38が備えられている。テレマティクス装置38は、電動トラクタの電装品に関する検出値やセンサの検出値に関するデータを収集して外部の管理コンピュータ5(図4参照)へ転送する。テレマティクス装置38は、本発明の『データ収集装置』に相当する。テレマティクス装置38の詳細に関しては後述する。モータM及び走行用バッテリ装置4は、座席31よりも前側に備えられ、かつ、テレマティクス装置38は、座席31よりも後側に備えられている。
〔モータの制御に係る構成〕
図4に示すように、モータMの制御構成に、アクセル装置33と、モータMの駆動を制御する制御装置34と、インバータ14と、が備えられている。制御装置34は、電動作業車の制御系の中核要素であり、複数のECUの集合体として構成されている。アクセル装置33は、ステアリングホイール32の近傍に備えられている。図示はしないが、アクセル装置33は、揺動操作可能なレバーと、レバーの揺動操作量を検出するポテンショメータと、を有する。アクセル装置33は制御装置34と接続されている。制御装置34は、信号用ハーネス35を介してインバータ14と接続されている。制御装置34は、アクセル装置33の指令に応じて、インバータ14に指令信号を出力する。インバータ14は、制御装置34の指令信号に応じて、走行用バッテリ装置4からモータMに供給される電力(電圧値、周波数、及び、電流値等)を調整してモータMの出力を制御する。
図4に示すように、モータMの制御構成に、アクセル装置33と、モータMの駆動を制御する制御装置34と、インバータ14と、が備えられている。制御装置34は、電動作業車の制御系の中核要素であり、複数のECUの集合体として構成されている。アクセル装置33は、ステアリングホイール32の近傍に備えられている。図示はしないが、アクセル装置33は、揺動操作可能なレバーと、レバーの揺動操作量を検出するポテンショメータと、を有する。アクセル装置33は制御装置34と接続されている。制御装置34は、信号用ハーネス35を介してインバータ14と接続されている。制御装置34は、アクセル装置33の指令に応じて、インバータ14に指令信号を出力する。インバータ14は、制御装置34の指令信号に応じて、走行用バッテリ装置4からモータMに供給される電力(電圧値、周波数、及び、電流値等)を調整してモータMの出力を制御する。
走行用バッテリ装置4は、例えばリチウムイオンバッテリである。図示はしないが、走行用バッテリ装置4は、低電圧の小型の単位電池(セル)を多数積層した状態で構成されている。走行用バッテリ装置4の出力電圧は、例えば250ボルトである。単位電池(セル)は収納ケースによって収納されている。これら単位電池(セル)は、当該収納ケースによって密閉されている。また、走行用バッテリ装置4は充放電制御部4Aを有する。詳細に関しては後述するが、充放電制御部4Aは、複数の制御モードを有する。充放電制御部4Aの制御モードに、充電モードと、放電モードと、非作動モードと、が含まれる。
充放電制御部4Aは、例えば制御装置34からの制御信号に基づいてプログラムを実行するマイクロコンピュータを有するパワーモジュールやPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)であっても良いし、制御装置34からの電気信号に基づいて作動するリレー回路であっても良い。
電動トラクタには、走行用バッテリ装置4の他に、制御装置34及びその他の電装品に電力を供給する電装品用バッテリ41が備えられている。電装品用バッテリ41は、例えば鉛バッテリである。電装品用バッテリ41は、電装品を駆動するために低電圧(例えば12ボルト)の電力を供給する。電装品用バッテリ41の出力電圧は走行用バッテリ装置4の出力電圧よりも低い。電装品用バッテリ41は、本発明の『第二蓄電装置』に相当する。
電装品用バッテリ41は、DC/DCコンバータ42を介して走行用バッテリ装置4から供給される電力にて充電される。DC/DCコンバータ42は、走行用バッテリ装置4の電圧を電装品用バッテリ41の電圧に降下したうえで、テレマティクス装置38等の電装品へ電力を供給可能である。また、DC/DCコンバータ42は、電装品用バッテリ41へも電力を供給可能である。つまり、DC/DCコンバータ42は、走行用バッテリ装置4と電装品用バッテリ41との夫々に対して通電可能に接続され、走行用バッテリ装置4からの電力を受電し、電圧降下して電装品用バッテリ41へ送電可能である。このことから、走行用バッテリ装置4は、電装品用バッテリ41へ電力を供給し、電装品用バッテリ41を充電可能である。換言すると、電装品用バッテリ41は、DC/DCコンバータ42を介して走行用バッテリ装置4から受電した電力で充電可能である。DC/DCコンバータ42は、本発明の『電圧変換装置』に相当する。
運転部3に切替操作具44が備えられている。切替操作具44は、持ち運び可能な操作キー45を差し込み装着可能な差し込み部46と、手動にて押し操作可能な押しボタン式のスイッチ47と、を有する。操作キー45が差し込み部46に差し込み装着された状態で、スイッチ47が押されると、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードから放電モードに切り替わる。操作キー45が差し込み部46に差し込み装着されている状態におけるスイッチ47の押し操作を、切替操作具44の『入操作』と称する。操作キー45は、一般的な車両用のキーと同様に、当該作業車でのみ識別可能な鍵として機能する。
操作パネル43にメータパネル48が備えられている。メータパネル48は、例えば、車体の走行状態、作業状態、バッテリの情報(充電量や温度)等を表示する。メータパネル48は制御装置34に接続され、制御装置34はメータパネル48の作動を制御する。
制御装置34、インバータ14、走行用バッテリ装置4、DC/DCコンバータ42、メータパネル48、テレマティクス装置38、及び、継電装置39等は、CAN(Controller Area Network)方式の信号用ハーネス35を介してデータを通信可能に接続されている。制御装置34と充電用接続部37との間で、充電通信用ハーネス49を介して通信が行われる。そして、給電用コネクタ36が充電用接続部37に接続されているか否かについての情報、及び、作業車側で必要とされる充電電流の情報等が伝達される。充電用接続部37と給電装置KDとの間でも信号が通信可能に構成されている。また、制御装置34に切替操作具44の操作情報が入力される。なお、充電用接続部37は、信号用ハーネス35を介して制御装置34等とデータを通信可能に接続されても良い。
給電用コネクタ36が充電用接続部37に接続され、かつ、操作キー45が差し込み部46に差し込まれると、制御装置34は、信号用ハーネス35を介して充電用の制御信号を充放電制御部4Aへ送信する。そして、充放電制御部4Aの制御モードが充電モードに切り替わり、給電装置KDによって走行用バッテリ装置4への充電が行われる。このとき、走行用バッテリ装置4からモータMへの放電は行われない。
給電用コネクタ36が充電用接続部37に接続されていない状態において切替操作具44の入操作が行われると、制御装置34は、信号用ハーネス35を介して放電用の制御信号を充放電制御部4Aへ送信する。そして、充放電制御部4Aの制御モードは非作動モードから放電モードへ切り替わる。
充放電制御部4Aの制御モードが放電モードへ切り替わると、走行用バッテリ装置4は、モータMへの放電が可能となる。このときの走行用バッテリ装置4は、電力を供給する第一状態となる。充放電制御部4Aの制御モードが放電モードであるとき、DC/DCコンバータ42は、走行用バッテリ装置4の電圧を電装品用バッテリ41の電圧に降下したうえで、テレマティクス装置38等の電装品へ電力を供給するとともに、電装品用バッテリ41を充電する。
また、操作キー45が差し込み部46から取り外されると、制御装置34は、信号用ハーネス35を介して充放電停止用の制御信号を充放電制御部4Aへ送信する。そして、充放電制御部4Aの制御モードは非作動モードへ切り替わる。操作キー45が差し込み部46から取り外される操作を、切替操作具44の『切操作』と称する。
充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードへ切り替わると、走行用バッテリ装置4は、モータMへの放電が不能となる。このときの走行用バッテリ装置4は、電力を供給しない第二状態となる。このとき、給電装置KDから走行用バッテリ装置4への充電は行われない。また、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードであるとき、DC/DCコンバータ42からテレマティクス装置38等の電装品及び電装品用バッテリ41への電力供給も停止する。つまり、DC/DCコンバータ42は、走行用バッテリ装置4の状態が第一状態から第二状態へ切り替わると、走行用バッテリ装置4と電装品用バッテリ41との通電を遮断する。
このように、走行用バッテリ装置4は、電力を供給する第一状態と、電力を供給しない第二状態と、に切替が可能である。切替操作具44が入操作されると、走行用バッテリ装置4の状態が第二状態から第一状態へ切り替わり、切替操作具44が切操作されると、走行用バッテリ装置4の状態が第一状態から第二状態へ切り替わる。即ち、切替操作具44は、走行用バッテリ装置4の状態を第二状態から第一状態へ切り替える入操作と、走行用バッテリ装置4の状態を第一状態から第二状態へ切り替える切操作と、を受け付ける。
テレマティクス装置38は、モータM、インバータ14、走行用バッテリ装置4、DC/DCコンバータ42等に関する情報を含むデータを、信号用ハーネス35を介して経時的に取得する。この情報に、例えば、走行用バッテリ装置4における充電量、放電量、発熱温度、アラーム履歴及び異常履歴等が含まれる。また、この情報に、例えば、モータMの出力値、モータMの温度、インバータ14の指令値、インバータ14及びDC/DCコンバータ42の温度、制御装置34におけるアラーム履歴及び異常履歴等が含まれる。
テレマティクス装置38に送信部38A及び受信部38Bが備えられている。テレマティクス装置38の取得情報が、送信部38Aから無線インターネット網を介して外部の管理コンピュータ5へ送信される。送信部38Aは、例えば15分間隔で送信処理を実行する。管理コンピュータ5は、テレマティクス装置38から受け取った情報に基づいて、トラクタが故障しているか否かに関する診断や、走行用バッテリ装置4やインバータ14等の寿命予測の推定等を行う。受信部38Bは、例えば、無線インターネット網を介して、管理コンピュータ5からのレスポンス信号を受信したり、管理コンピュータ5からアップデートプログラムを受け取ったりするために用いられる。
なお、管理コンピュータ5は、例えば携帯式のタブレット端末であっても良いし、スマートフォンやスマートウォッチであっても良い。
また、詳述はしないが、テレマティクス装置38は、GNSS(グローバル・サテライト・ナビゲーション・システム、例えばGPS、GLONASS、Galileo、QZSS、BeiDou、等)で用いられる人工衛星(不図示)からの測位信号を受信する測位装置としても兼用されている。なお、衛星航法を補完するために、例えばテレマティクス装置38にジャイロ加速度センサや磁気方位センサ等の慣性計測装置が組み込まれても良い。
図1に示すように、テレマティクス装置38は、座席31よりも後側に備えられている。モータM及び走行用バッテリ装置4は、稼働に伴って発熱しがちである。モータM及び走行用バッテリ装置4の発熱によってテレマティクス装置38の温度が高くなると、熱暴走の防止のためにテレマティクス装置38の稼働が停止することが考えられる。本実施形態の構成であれば、テレマティクス装置38は、モータM及び走行用バッテリ装置4の発熱の影響を受け難くなる。また、テレマティクス装置38は、座席31に対して左右一方に位置ズレして設けられている。例えばテレマティクス装置38は、座席31の右側部よりも機体右側に設けられている。これにより、テレマティクス装置38が座席31の真後ろに設けられる構成と比較して、送信部38A及び受信部38Bにおける電波通信が座席31によって遮蔽される虞が軽減される。
テレマティクス装置38は、走行用バッテリ装置4からの電力をDC/DCコンバータ42を介して受電可能である。また、テレマティクス装置38は、電装品用バッテリ41からの電力を受電可能である。即ち、テレマティクス装置38は、走行用バッテリ装置4と電装品用バッテリ41との両方から電力を受電可能である。テレマティクス装置38の送信部38Aや受信部38Bが管理コンピュータ5と通信している途中で、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードに切り替わると、テレマティクス装置38は走行用バッテリ装置4からの電力を受電できなくなる。このような場合であっても、テレマティクス装置38は、電装品用バッテリ41の電力を受電することによって、送信部38Aや受信部38Bにおける通信処理を、途切れることなく継続できる。
このように、テレマティクス装置38は、走行用バッテリ装置4と電装品用バッテリ41との夫々に蓄えられている電力の少なくとも一方を消費することによって、モータMの駆動に関する情報を含むデータを経時的に取得する。
電装品用バッテリ41とテレマティクス装置38との接続配線の途中に継電装置39が備えられている。継電装置39は、例えば制御装置34からの制御信号に基づいてプログラムを実行するマイクロコンピュータを有するパワーモジュールやPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)であっても良いし、制御装置34からの電気信号に基づいて作動するリレー回路であっても良い。継電装置39は、電装品用バッテリ41とテレマティクス装置38との夫々に接続されている。また、継電装置39は、制御装置34からの制御信号に基づいて、電装品用バッテリ41とテレマティクス装置38との通電を許容する通電状態と、電装品用バッテリ41とテレマティクス装置38との通電を遮断する遮断状態と、の切替が可能である。
〔切替操作具の操作に基づく機器の動作に関するロジック処理について〕
図5に基づいて、切替操作具44の操作に基づく各装置の動作を説明する。図5に示すロジックグラフ図は、切替操作具44と、制御装置34と、走行用バッテリ装置4と、モータMと、テレマティクス装置38と、継電装置39と、の夫々の状態とを示している。
図5に基づいて、切替操作具44の操作に基づく各装置の動作を説明する。図5に示すロジックグラフ図は、切替操作具44と、制御装置34と、走行用バッテリ装置4と、モータMと、テレマティクス装置38と、継電装置39と、の夫々の状態とを示している。
図5に示す切替操作具44のON状態は、切替操作具44が入操作された状態である。この状態に該当しなければ切替操作具44はOFF状態となる。
トラクタの駆動装置を始動する際の各装置の動作を説明する。図5に示すタイミングTS1において、切替操作具44が入操作され、切替操作具44の状態はOFF状態からON状態へ切り替わる。これと同時に、制御装置34の状態がOFF状態からON状態に切り替わり、制御装置34は最初に起動処理を実行する。制御装置34の起動処理とは、例えば制御装置34に搭載された集積回路の初期化処理等を意味する。
図5に示すタイミングTS2において、制御装置34の起動処理が完了する。制御装置34の起動処理が完了すると、制御装置34は充放電制御部4Aへ放電用の制御信号を出力する。そして、走行用バッテリ装置4における充放電制御部4Aの制御モードが、非作動モードから放電モードへ切り替わる。なお、給電用コネクタ36が充電用接続部37に接続されている場合、制御装置34は充放電制御部4Aへ充電用の制御信号を出力し、充放電制御部4Aの制御モードは非作動モードから充電モードへ切り替わる構成であっても良い。
充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードから放電モードへ切り替わると、モータMもOFF状態からON状態へ切り替わり、モータMは駆動可能となる。なお、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードから充電モードへ切り替わる場合、モータMのOFF状態は保持される。
充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードから放電モードへ切り替わると、テレマティクス装置38は走行用バッテリ装置4の電力を受電可能となって、テレマティクス装置38の状態はOFF状態からON状態へ切り替わる。図5に示すテレマティクス装置38のON状態は、テレマティクス装置38が稼働している状態である。図5に示すテレマティクス装置38のOFF状態は、テレマティクス装置38へ電力が供給されていない状態である。
制御装置34の起動処理が完了すると、制御装置34は継電装置39に対しても制御信号を出力し、継電装置39は遮断状態から通電状態へ切り替わる。継電装置39の状態が遮断状態から通電状態に切り替わると、テレマティクス装置38は電装品用バッテリ41の電力を受電できる。このため、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードへ切り替わって、テレマティクス装置38が走行用バッテリ装置4の電力を受電不能となった場合であっても、テレマティクス装置38は電装品用バッテリ41の電力で引き続き稼働できる。
このように、切替操作具44の状態はOFF状態からON状態へ切り替わると同時に、制御装置34の状態がOFF状態からON状態に切り替わる。そして、切替操作具44及び制御装置34の状態がON状態に切り替わったタイミングTS1から予め設定された時間だけ経過したタイミングTS2において、制御装置34の起動処理が完了する。そして、タイミングTS2において、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードから放電モードへ切り替わり、モータMの状態がOFF状態からON状態へ切り替わる。また、タイミングTS2において、継電装置39の状態が遮断状態から通電状態へ切り替わり、テレマティクス装置38の状態がOFF状態からON状態へ切り替わる。
次に、トラクタの駆動装置の稼働を終了する際の各装置の動作を説明する。図5に示すタイミングTE1において、切替操作具44が切操作されると、切替操作具44の状態はON状態からOFF状態へ切り替わる。このとき、制御装置34は、信号用ハーネス35を介して非作動用の制御信号を充放電制御部4Aへ送信する。また、制御装置34は、インバータ14及びメータパネル48に対しても非作動用の制御信号を出力する。そして、充放電制御部4Aは、走行用バッテリ装置4の放電を停止するための処理を実行する。また、インバータ14は、例えば内部のコンデンサに蓄えられた電荷の放電処理等を行う。つまり、図5に示すタイミングTE1からタイミングTE2までの間において、充放電制御部4A及びインバータ14は、稼働を終了するための終了処理を行う。
図5に示すタイミングTE2において、充放電制御部4Aやインバータ14における終了処理が完了する。このとき、充放電制御部4Aの制御モードが放電モードから非作動モードへ切り替わり、モータMの状態がON状態からOFF状態へ切り替わる。タイミングTE1からタイミングTE2までに経過する時間は、本発明の『第二時間』に相当する。走行用バッテリ装置4は、切替操作具44において切操作が行われたタイミングTE1から第二時間が経過したタイミングTE2で、第一状態から第二状態へ切り替わる。第二時間は、例えば1分~10分に設定される。
なお、充放電制御部4Aの制御モードが非作動モードへ切り替わっても、継電装置39の通電状態は継続している。このため、テレマティクス装置38は、電装品用バッテリ41からの電力に基づいて稼働し続けている。このとき、テレマティクス装置38は、経時的に取得し、記憶した情報を、送信部38Aで外部の管理コンピュータ5へ送信する。換言すると、テレマティクス装置38は、タイミングTE1からタイミングTE3までの間において、記憶した情報を管理コンピュータ5へ送信する。
タイミングTE1からタイミングTE3までに経過する時間は、本発明の『第一時間』に相当する。つまり、継電装置39は、切替操作具44において切操作が行われたタイミングTE1から予め設定された第一時間が経過すると、通電状態から遮断状態へ切り替わる。また、テレマティクス装置38の送信部38Aは、切替操作具44において切操作が行われたタイミングTE1から第一時間が経過するタイミングTE3までの間に、データを外部へ送信する。第一時間は、例えば5分~15分に設定される。なお、第二時間は第一時間よりも短く設定される。
図5に示すタイミングTE3が経過するまでに、テレマティクス装置38の送信処理は完了する。そして、タイミングTE3において、制御装置34は継電装置39へ制御信号を出力し、継電装置39の状態は通電状態から遮断状態へ切り替わる。つまり、制御装置34は、切替操作具44において切操作が行われたタイミングTE1から第一時間が経過するタイミングTE3で、継電装置39を通電状態から遮断状態へ切り替える制御信号を出力する。テレマティクス装置38の状態は、電装品用バッテリ41からの電力が途絶えることによって、ON状態からOFF状態へ切り替わる。
タイミングTE3においてテレマティクス装置38の状態がON状態からOFF状態へ切り替わると、制御装置34は終了処理を実行し、制御装置34の状態がON状態からOFF状態に切り替わる。
〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。
(1)上述の実施形態では、モータMは走行装置(左右の前車輪10及び左右の後車輪11)と作業装置(草刈装置19)との両方を回転駆動させるが、この実施形態に限定されない。モータMは、走行装置と作業装置との一方を駆動させる構成であっても良い。
(2)上述の実施形態において、第一蓄電装置として走行用バッテリ装置4を例示し、走行用バッテリ装置4としてリチウムイオンバッテリを例示したが、この実施形態に限定されない。例えば、第一蓄電装置は、全個体電池であっても良い。
(3)上述の実施形態において、第二蓄電装置として電装品用バッテリ41を例示し、電装品用バッテリ41として鉛バッテリを例示したが、この実施形態に限定されない。例えば、第二蓄電装置は、リチウムイオンバッテリであっても良いし、電気二重層キャパシタであっても良い。
(4)上述の実施形態において、電装品用バッテリ41は、DC/DCコンバータ42を介して走行用バッテリ装置4から受電した電力で充電可能であるが、この実施形態に限定されない。例えば、電装品用バッテリ41は、走行用バッテリ装置4から電力を受電しない構成であっても良い。
(5)上述の実施形態において、テレマティクス装置38は、座席31の後方に備えられているが、この実施形態に限定されない。例えば、テレマティクス装置38は、保護フレーム30の上端部に備えられても良い。この場合、テレマティクス装置38は、座席31の上方に備えられている。あるいは、テレマティクス装置38は、カバー部材12の上部に備えられても良い。
(6)図5に基づいて上述した実施形態において、タイミングTE1において、切替操作具44が切操作されると、制御装置34は、継電装置39と充放電制御部4Aとの夫々へ制御信号を出力するが、この実施形態に限定されない。例えば、制御装置34に代えて、カウンタ回路が、タイミングTE1から第二時間が経過したタイミングTE2において充放電制御部4Aを非作動モードへ切り替える構成であっても良い。また、当該カウンタ回路が、タイミングTE1から第一時間が経過したタイミングTE3において継電装置39を遮断状態へ切り替える構成であっても良い。
(7)上述の実施形態においては、作業装置として草刈装置19を例示した。この実施形態に限定されず、作業装置は、例えば、作業装置は、カルティベータ、播種装置、プランタ、施肥装置、切葉装置、散布装置、ベーラー、マルチャー、ストーンピッカー、ロータリーレーキ、及び、テッダー、牽引式の収穫選別装置、摘芯装置、中耕管理装置、畝立装置、等であっても良い。
(8)上述の実施形態では、電動作業車として電動トラクタが示されたが、この実施形態に限定されない。例えば、電動作業車は、電動田植機、電動散布機、電動スプレーヤー、電動コンバイン、電動草刈機、電動中耕管理機、電動ホイールローダ、及び、電動バックホー等であっても良い。
なお、上述の実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
本発明は、電動作業車に適用できる。
3 :運転部
4 :走行用バッテリ装置(第一蓄電装置)
10 :前車輪(走行装置)
11 :後車輪(走行装置)
19 :草刈装置(作業装置)
31 :座席
34 :制御装置
38 :テレマティクス装置(データ収集装置)
38A :送信部
39 :継電装置
41 :電装品用バッテリ(第二蓄電装置)
42 :DC/DCコンバータ(電圧変換装置)
44 :切替操作具
M :モータ
TE1 :切操作が行われたタイミング
TE2 :第二時間が経過したタイミング
TE3 :第一時間が経過したタイミング
4 :走行用バッテリ装置(第一蓄電装置)
10 :前車輪(走行装置)
11 :後車輪(走行装置)
19 :草刈装置(作業装置)
31 :座席
34 :制御装置
38 :テレマティクス装置(データ収集装置)
38A :送信部
39 :継電装置
41 :電装品用バッテリ(第二蓄電装置)
42 :DC/DCコンバータ(電圧変換装置)
44 :切替操作具
M :モータ
TE1 :切操作が行われたタイミング
TE2 :第二時間が経過したタイミング
TE3 :第一時間が経過したタイミング
Claims (7)
- 電力を蓄え、電力を供給する第一状態と、電力を供給しない第二状態と、に切替が可能な第一蓄電装置と、
電力を蓄える第二蓄電装置と、
前記第一蓄電装置に蓄えられている電力を消費することによって、走行装置と作業装置との少なくとも一方を駆動させるモータと、
前記第一蓄電装置と前記第二蓄電装置との夫々に蓄えられている電力の少なくとも一方を消費することによって、前記モータの駆動に関する情報を含むデータを経時的に取得するデータ収集装置と、
前記第一蓄電装置の状態を前記第二状態から前記第一状態へ切り替える入操作と、前記第一蓄電装置の状態を前記第一状態から前記第二状態へ切り替える切操作と、を受け付ける切替操作具と、
前記第二蓄電装置と前記データ収集装置との夫々に接続され、前記第二蓄電装置と前記データ収集装置との通電を許容する通電状態と、前記第二蓄電装置と前記データ収集装置との通電を遮断する遮断状態と、の切替が可能な継電装置と、が備えられ、
前記継電装置は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから予め設定された第一時間が経過すると、前記通電状態から前記遮断状態へ切り替わる電動作業車。 - 前記データ収集装置は、前記データを外部へ送信可能な送信部を有し、
前記送信部は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから前記第一時間が経過するタイミングまでの間に、前記データを外部へ送信する請求項1に記載の電動作業車。 - 前記継電装置へ制御信号を出力可能な制御装置が備えられ、
前記制御装置は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから前記第一時間が経過するタイミングで、前記継電装置を前記通電状態から前記遮断状態へ切り替える前記制御信号を出力する請求項1または2に記載の電動作業車。 - 前記第一蓄電装置は、前記切替操作具において前記切操作が行われたタイミングから前記第一時間よりも短い第二時間が経過したタイミングで、前記第一状態から前記第二状態へ切り替わる請求項1または2に記載の電動作業車。
- 前記第二蓄電装置の出力電圧は前記第一蓄電装置の出力電圧よりも低く、
前記第一蓄電装置と前記第二蓄電装置との夫々に対して通電可能に接続され、前記第一蓄電装置からの電力を受電し、電圧降下して前記第二蓄電装置へ送電可能な電圧変換装置が備えられ、
前記第二蓄電装置は、前記電圧変換装置を介して前記第一蓄電装置から受電した電力で充電可能である請求項1または2に記載の電動作業車。 - 前記電圧変換装置は、前記第一蓄電装置の状態が前記第一状態から前記第二状態へ切り替わると、前記第一蓄電装置と前記第二蓄電装置との通電を遮断する請求項5に記載の電動作業車。
- 運転者が着座可能な座席を有する運転部が備えられ、
前記モータ及び前記第一蓄電装置は、前記座席よりも前側に備えられ、かつ、前記データ収集装置は、前記座席よりも後側に備えられている請求項1または2に記載の電動作業車。
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