JP5816150B2 - 電動駆動型ホイール式作業車両 - Google Patents

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Description

本発明は、ホイール式の走行手段を用いる作業機械、例えば、ホイールローダの様に平地のみならず傾斜地での作業が多く、かつ頻繁に走行・停止を繰り返す作業形態で用いられるホイール式作業車両に係り、特に電動機によって走行駆動する電動駆動型ホイール式作業車両に関する。
標準的なホイールローダはエンジンを駆動源とし、トルクコンバータやトランスミッションを介してエンジンの動力を車輪に伝達するとともに、オペレータの前後進レバー操作に応じてトランスミッションを前進（Ｆ）、ニュートラル（Ｎ）、後進（Ｒ）のいずれかに切り替えることができる。また、ホイールローダは駐車ブレーキ装置を備えており、駐車ブレーキが作動している状態ではトランスミッションをニュートラル（Ｎ）にして、車輪への動力伝達を遮断することで、駐車ブレーキの引き摺りや誤発進を防止している。
これに対し、電動駆動型のホイールローダでは、電動機によって車輪を駆動するが、電動機自体が駆動方向を切り替え可能であって変速機能を有しているため、トランスミッションを用いないものが有り、駐車ブレーキが作動している時に車輪への動力伝達を遮断する別の方法が求められる。その方法としては、例えば、第１に、電気自動車用駐車ブレーキ装置において、駐車ブレーキレバーに備えたスイッチでモータコントローラが駐車ブレーキの作動状態を検知し、モータコントローラ内の電力変換手段の出力を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、第２に、電気自動車用駐車ブレーキ装置において、電動機の出力軸に装着したパーキングギヤの係止歯と歯止め部材に備えたポールとの係合状態を検知するロック検知装置でコントローラが駐車ブレーキの作動状態を検知し、リレースイッチを操作して電動機の給電回路を遮断するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−１６９５０２号公報 特開平８−１９８０６７号公報
上述の特許文献１，特許文献２記載のものでは、いずれもコントローラによって駐車ブレーキの状態を検知して電動機の駆動停止を制御するとともに、アクセルペダルの状態に応じた駆動制御も行う。このため、コントローラが誤動作すると、駐車ブレーキを作動させても車輪への動力伝達を遮断できなくなる可能性があり、コントローラを冗長構成にするなど信頼性を高めることが求められる。
本発明の目的は、コントローラが誤動作した場合でも、駐車ブレーキを作動させた時に車輪への動力伝達を遮断できる電動駆動型ホイール式作業車両を提供することにある。
（１）上記目的を達成するために、本発明は、走行用の電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、入力したＰＷＭ信号に基づいて、該インバータにゲート信号を供給するプリドライバ回路と、前記電動機の駆動を制御するための前記ＰＷＭ信号を前記プリドライバ回路に出力するコントローラと、駐車ブレーキ手段とを有する電動駆動型ホイール式作業車両であって、前記駐車ブレーキ手段の状態を検知する駐車ブレーキ状態検知手段を備え、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断するか、若しくは、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断するようにしたものである。
かかる構成により、コントローラが誤動作した場合でも、駐車ブレーキを作動させた時に車輪への動力伝達を遮断できるものとなる。
（２）上記（１）において、好ましくは、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力の遮断は、前記コントローラから前記プリドライバ回路へ出力される前記ＰＷＭ信号に関係なく行われるように設定したものである。
（３）上記（１）において、好ましくは、さらに、前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態に応じて第１の駐車ブレーキ状態信号と、該第１の駐車ブレーキ状態信号に対して所定の遅れ時間を有する第２の駐車ブレーキ状態信号を出力する分配回路を備え、前記第２の駐車ブレーキ状態信号に基づいて、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断するか、若しくは、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断するようにしたものである。
（４）上記（３）において、好ましくは、前記プリドライバ回路は、入力した前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記インバータを構成する上下アームのスイッチング素子を制御するゲート信号を出力するゲート信号生成手段を備え、前記ゲート信号生成手段は、前記ゲート信号の出力を停止するインヒビット端子を備え、前記第２の駐車ブレーキ状態信号は、前記インヒビット端子に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断するようにしたものである。
（５）上記（３）において、好ましくは、さらに、前記コントローラと前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、前記第２の駐車ブレーキ状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断するようにしたものである。
（６）上記（３）において、好ましくは、前記コントローラは、前記ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成手段と、該ＰＷＭ信号生成手段と前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、前記第２の駐車ブレーキ状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断するようにしたものである。
（７）上記（１）において、好ましくは、前記プリドライバ回路は、入力した前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記インバータを構成する上下アームのスイッチング素子を制御するゲート信号を出力するゲート信号生成手段を備え、前記ゲート信号生成手段は、前記ゲート信号の出力を停止するインヒビット端子を備え、前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態信号は、前記インヒビット端子に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断するようにしたものである。
（８）上記（１）において、好ましくは、さらに、前記コントローラと前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断するようにしたものである。
（９）上記（１）において、好ましくは、前記コントローラは、前記ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成手段と、該ＰＷＭ信号生成手段と前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断するようにしたものである。
本発明によれば、コントローラが誤動作した場合でも、駐車ブレーキを作動させた時に車輪への動力伝達を遮断できるものとなる。
本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。 本発明の第３の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。 本発明の第３の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。
以下、図１〜図５を用いて、本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の構成及び動作について説明する。ここでは、電動駆動型ホイール式作業車両として、電動駆動型ホイールローダを例にして説明する。本システムの走行駆動系は、いわゆる電動ハイブリッド方式となっている。
最初に、図１を用いて、本実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の全体構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の全体構成を示すシステム構成図である。
本システムにおける走行駆動系は、エンジン１と、発電アシストモータ（Ｍ／Ｇ）６と、Ｍ／Ｇ６の電力変換を行うパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）３３と、ドライブシャフト８やセンタージョイント（ＣＪ）１５などを介して車輪９を駆動する低速高トルクの走行モータ（Ｍ１）２１及び高速低トルクの走行モータ（Ｍ２）２２と、走行モータ２１，走行モータ２２のエネルギー変換を行うパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）３１，３２と、Ｍ／Ｇ６の発電電力や走行モータ２１，走行モータ２２の回生電力を蓄電する蓄電ユニットとして構成した二次電池としてのキャパシタ１１と、ＰＣＵ３１，３２，３３およびキャパシタ１１の間で電力を授受するための母線（ＢＵＳ）３５で構成される。
エンジン１の動力でＭ／Ｇ６を回転させて発電した電力や走行制動時に走行モータ２１や走行モータ２２で発生する回生電力をキャパシタ１１に蓄電し、その電力を用いて電力変換器（インバータ）３１３により走行モータ２１や走行モータ２２を駆動する。なお、本実施例では、異なる特性の走行モータ２つを備えているが、走行モータは１つでもよいし、各車輪に走行モータを備えてもよい。本実施例ではキャパシタを備えたもので説明す
本システムは、スプリングで作動する駐車ブレーキ１０を備えており、駐車ブレーキスイッチ（図２の駐車ブレーキスイッチ１２）をＯＦＦすると、スプリング力を上回る油圧を油圧ポンプ４から供給して駐車ブレーキを解除し、駐車ブレーキスイッチをＯＮすると、油圧ポンプ４からの油圧を遮断して駐車ブレーキを作動する。
本システムにおける作業機５（ホイールローダのフロント構造物）は、エンジン１によって回転される油圧ポンプ４の油圧で駆動される。作業機５は、バケット，リフトアーム及びステアリングを備え、これらは、油圧ポンプ４から供給される油圧をコントロールバルブ（Ｃ／Ｖ）で制御し、バケットシリンダ、リフトシリンダ及びステアリングシリンダへ送ることで方向と流量が制御される。
なお、本実施例では、走行駆動系を電動ハイブリッド方式としているが、例えば、蓄電ユニットに予め充電した電力や、太陽光などで発電した電力などで走行駆動する電動方式としてもよい。
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。図３は、本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の要部構成を示すブロック図である。
図２に示すように、駐車ブレーキスイッチ１２は、操作パネルなどオペレータが操作するところに配置されている。この駐車ブレーキスイッチ１２をＯＮすると、電磁弁１４が閉じて駐車ブレーキ１０を解除する駐車ブレーキ解除油圧４１が遮断され、駐車ブレーキが作動する。また、供給駐車ブレーキスイッチ１２をＯＦＦすると、電磁弁１４が開いて駐車ブレーキ解除油圧４１が供給され、駐車ブレーキが解除される。
パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）３１は、ハイブリッド統合コントローラ（ＨＣＵ）３０からのトルク指令に基づいて走行モータ２１の駆動制御を行うコントローラ３１１と、ＢＵＳ３５と走行モータ２１との問の電力変換を行う電力変換器３１３と、電力変換器（インバータ）３１３のゲート信号を生成するプリドライバ回路３１２を備えている。プリドライバ回路３１２は、コントローラ３１１が出力する３相ＰＷＭ信号３１５を基に、電力変換器３１３の３相上下アームのゲート信号を出力する。電力変換器３１３は、走行モータ２１，２２を駆動制御する。
さらにＰＣＵ３１は、駐車ブレーキスイッチ１２の信号をコントローラ３１１とプリドライバ回路３１２に分配する分配回路３１４を備える。この分配回路３１４は、コントローラ３１１に駐車ブレーキ状態ａ信号３１７を出力し、プリドライバ回路３１２に駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８を出力する。コントローラ３１１は、駐車ブレーキスイッチ１２がＯＦＦからＯＮに切替わったことを示す駐車ブレーキ状態ａ信号３１７が入力すると、ＰＷＭ信号の出力を停止する。また、プリドライバ回路３１２は、駐車ブレーキスイッチ１２がＯＦＦからＯＮに切替わったことを示す駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が入力すると、ゲート信号の出力を停止する。
ここで、図３を用いて、プリドライバ回路３１２の内部構成について説明する。
プリドライバ回路３１２は、ゲート信号生成ＩＣ３１２Ａを備えている。ここで、図２に示した電力変換器３１３は、その内部の３相上下アームにそれぞれスイッチング素子を備えている。すなわち、電力変換器３１３は、３相分として、６個のスイッチング素子を備えている。従って、プリドライバ回路３１２からは、６個のゲート信号３１６が出力する。一方、プリドライバ回路３１２には、コントローラ３１１から３本のＰＷＭ信号３１５が入力する。そのため、プリドライバ回路３１２は、３個のゲート信号生成ＩＣを備えているわけであるが、ここでは、１個のみを図示している。
ゲート信号生成ＩＣ３１２Ａは、１個のＰＷＭ信号が入力すると、この入力信号に基づいて、２個のゲート信号を出力する。第１のゲート信号は、例えば、電力変換器３１３の中の、Ｕ相上アームのスイッチング素子のゲート端子に入力し、第２のゲート信号は、例えば、電力変換器３１３の中の、Ｕ相下アームのスイッチング素子のゲート端子に入力する。
ゲート信号生成ＩＣ３１２Ａは、インヒビット端子ＩＮＨを備えている。インヒビット端子ＩＮＨには、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が入力する。駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８は、駐車ブレーキスイッチ１２がＯＦＦからＯＮに切替わると、ハイレベルからローレベルに切り替わる。ゲート信号生成ＩＣ３１２Ａは、インヒビット端子ＩＮＨの信号レベルが、ローレベルになると、ゲート信号の出力を停止する。
なお、図５を用いて後述するように、駐車ブレーキスイッチ１２がＯＦＦからＯＮに切替わる際には、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８に遅延時間Ｔｄが挿入される。この遅延時間Ｔｄは、コントローラ３１１が走行モータ２１の駆動を停止する時間よりも長く設定している。
また、ＨＣＵ３０は、圧力センサ４２によって駐車ブレーキ解除油圧４１の圧力を計測しており、これによって駐車ブレーキ１０の作動・解除を検知することができる。そこで、コントローラ３１１がＨＣＵ３０に駐車ブレーキ状態ａ信号３１７の状態を通知し、ＨＣＵ３０が同通知と圧力センサ４２によって得られる駐車ブレーキ１０の状態を突き合わせることにより、分配回路３１４の誤動作を検知することができる。
図４および図５を用いて、本実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の動作について説明する。
図４及び図５は、本発明の第１の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
図４は、正常な状態で駐車ブレーキを操作した場合の電動駆動制御装置の動作を示している。図４の横軸は時間を示している。図４（Ａ）の縦軸は駐車ブレーキスイッチ１２の状態を示し、図４（Ｂ）の縦軸は駐車ブレーキ１０の状態を示し、図４（Ｃ）の縦軸は駐車ブレーキ状態ａ信号３１７の状態を示している。図４（Ｄ）の縦軸はＰＷＭ信号３１５を示し、図４（Ｅ）の縦軸は駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８の状態を示し、図４（Ｆ）の縦軸はゲート信号３１６の状態を示している。
図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１に駐車ブレーキスイッチ１２がＯＮすると、図４（Ｂ）に示すように、駐車ブレーキ１０が解除状態から作動状態に遷移する。図４（Ｃ）に示すように、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ａ信号３１７がＯＦＦからＯＮに切替わると、図４（Ｄ）に示すように、ＰＣＵ３１のコントローラ３１１は、走行モータ２１の駆動停止制御を開始して、時刻ｔ２において、ＰＷＭ信号３１５の出力を停止する。これにより、プリドライバ回路３１２は、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が遅延時間Ｔｄを経てＯＦＦからＯＮに切替わる（時刻ｔ３）よりも前に、コントローラ３１１による駆動停止制御に基づいてゲート信号３１６の出力を停止することができる。
また、図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ４に駐車ブレーキスイッチ１２をＯＦＦすると、図４（Ｂ）に示すように、駐車ブレーキ１０が作動状態から解除状態に遷移する。図４（Ｃ）に示すように、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ａ信号３１７がＯＮからＯＦＦに切替わると、図４（Ｄ）に示すように、ＰＣＵ３１のコントローラ３１１は、時刻ｔ５にて、走行モータ２１の駆動制御を再開してＰＷＭ信号３１５を出力する。図４（Ｅ）に示すように、プリドライバ回路３１２は、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８がＯＦＦからＯＮに切替わるので、図４（Ｆ）に示すように、時刻ｔ５において、コントローラ３１１による駆動制御に基づいてゲート信号３１６の出力を再開することができる。
以上により、本実施形態の電動駆動制御装置は、駐車ブレーキの操作に基づいて走行駆動の停止と再開を行うことができる。
図５は、コントローラ３１１が異常な状態で駐車ブレーキを操作した場合の電動駆動制御装置の動作を示している。図５の横軸は時間を示している。図５（Ａ）〜（Ｆ）の縦軸は、図４（Ａ）〜（Ｆ）の縦軸と同様である。
図５（Ａ）に示すように、時刻ｔ１に駐車ブレーキスイッチ１２をＯＮすると、図５（Ｂ）に示すように、駐車ブレーキ１０が解除状態から作動状態に遷移する。ここで、図５（Ｃ）に示すように、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ａ信号３１７がＯＦＦからＯＮに切替わっても、図５（Ｄ）に示すように、ＰＣＵ３１のコントローラ３１１は、走行モータ２１の駆動制御を停止できない異常状態にあるものとする。
このとき、図５（Ｅ）に示すように、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が遅延時間Ｔｄを経て時刻ｔ３においてＯＦＦからＯＮに切替わると、コントローラ３１１がＰＷＭ信号３１５を出力し続けていても、図５（Ｆ）に示すように、プリドライバ回路３１２は、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８に基づいてゲート信号３１６の出力を停止することができる。
その後、キー操作による再始動によってコントローラ３１１を再起動したとして、時刻ｔ４に駐車ブレーキスイッチ１２をＯＦＦすると、駐車ブレーキ１０が作動状態から解除状態に遷移する。ＰＣＵ３１のコントローラ３１１は、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ａ信号３１７がＯＮからＯＦＦに切替わると、走行モータ２１の駆動制御を再開してＰＷＭ信号３１５を出力する（時刻ｔ５）。プリドライバ回路３１２は、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８がＯＦＦ０ＦＦからＯＮに切替わるので、コントローラ３１１による駆動制御に基づいてゲート信号３１６の出力を再開することができる。
以上により、本実施形態の電動駆動制御装置は、コントローラ３１１が異常な状態になった場合でも、駐車ブレーキの操作に基づいて走行駆動の停止と再開を行うことができる。
また特許文献１記載のものでは、電動機の給電回路を遮断するためのリレースイッチを備えるが、ホイールローダの走行用電動機の供給電力は高く、高容量のリレースイッチが求められ、これらがコストを増大させるという問題があった。それに対して、本実施形態では、電動機駆動回路のゲート信号を遮断して車輪への動力伝達を遮断するので、電動機の給電回路を遮断するような高容量のリレースイツチは不要である。これらにより、電動駆動型ホイール式作業車両のコス上を低減することができる。
次に、図６を用いて、本発明の第２の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の全体構成は、図１に示したものと同様である。
図６は、本発明の第２の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。なお、図６において、図２と同一符号は、同一部分を示している。
本実施形態では、図１に示した構成に加えて、コントローラ３１１とプリドライバ回路３１２との間に、ゲート回路３１Ｇを備えている。分配回路３１４が出力する駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８は、ゲート回路３１Ｇに入力する。
コントローラ３１１からゲート回路３１Ｇに入力するＰＷＭ信号は３本である。ゲート回路３１Ｇは、例えば、３個の２入力アンドゲートを備えている。アンドゲートに一方の入力には１本のＰＷＭ信号が入力し、他方の入力には駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が入力する。従って、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８がハイレベルからローレベルに変化すると、アンドゲートはオフとなり、コントローラ３１１からプリドライバ回路３１２に入力するＰＷＭ信号が遮断される。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に動作して、コントローラ３１１が異常な状態で駐車ブレーキを操作した場合でも、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が遅延時間Ｔｄを経てＯＦＦからＯＮに切替わると、コントローラ３１１がＰＷＭ信号３１５を出力し続けていても、プリドライバ回路３１２に入力するＰＷＭ信号が遮断されるので、ゲート信号３１６の出力を停止することができる。
以上により、本実施形態の電動駆動制御装置は、コントローラ３１１が異常な状態になった場合でも、駐車ブレーキの操作に基づいて走行駆動の停止と再開を行うことができる。
次に、図７及び図８を用いて、本発明の第３の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の全体構成は、図１に示したものと同様である。
図７は、本発明の第３の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。なお、図７において、図２と同一符号は、同一部分を示している。図８は、本発明の第３の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の要部構成を示すブロック図である。
図７に示すように、本実施形態では、分配回路３１４が出力する駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８は、コントローラ３１１’に入力する。
次に、図８を用いて、コントローラ３１１’の内部構成について説明する。コントローラ３１１’は、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路３１１Ａを備えている。生成されたＰＷＭ信号３１８は、図７に示したプリドライバ回路３１２に入力する。ここで、コントローラ３１１’の内部であって、ＰＷＭ信号生成回路３１１Ａとプリドライバ回路３１２との間に、ゲート回路３１１Ｇを備えている。ゲート回路３１１Ｇに入力する。
コントローラ３１１’からゲート回路３１１Ｇに入力するＰＷＭ信号は３本である。ゲート回路３１１Ｇは、例えば、３個の２入力アンドゲートを備えている。アンドゲートに一方の入力には１本のＰＷＭ信号が入力し、他方の入力には駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が入力する。従って、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８がハイレベルからローレベルに変化すると、アンドゲートはオフとなり、コントローラ３１１からプリドライバ回路３１２に入力するＰＷＭ信号が遮断される。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に動作して、コントローラ３１１が異常な状態で駐車ブレーキを操作した場合でも、分配回路３１４を介して入力される駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が遅延時間Ｔｄを経てＯＦＦからＯＮに切替わると、コントローラ３１１がＰＷＭ信号３１５を出力し続けていても、プリドライバ回路３１２に入力するＰＷＭ信号が遮断されるので、ゲート信号３１６の出力を停止することができる。
以上により、本実施形態の電動駆動制御装置は、コントローラ３１１が異常な状態になった場合でも、駐車ブレーキの操作に基づいて走行駆動の停止と再開を行うことができる。
次に、図９を用いて、本発明の第４の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両の全体構成は、図１に示したものと同様である。
図９は、本発明の第４の実施形態による電動駆動型ホイール式作業車両に用いる電動駆動制御装置の構成を示すシステム構成図である。なお、図９において、図２と同一符号は、同一部分を示している。
本実施形態の特徴とする点は、図２に示した分配回路３１４を備えていない点である。従って、駐車ブレーキスイッチ１２からの信号が、そのまま、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８として、プリドライバ回路３１２に入力する。
すなわち、本実施形態では、プリドライバ回路３１２は、駐車ブレーキスイッチ１２がＯＦＦからＯＮに切替わったことを示す駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８が入力すると、ゲート信号の出力を停止する。一方、図２に示した分配回路３１４は備えてないので、駐車ブレーキスイッチ１２がＯＦＦからＯＮに切替わったとしても、コントローラ３１１がＰＷＭ信号の出力を停止することはないものである。コントローラ３１１が異常な状態で駐車ブレーキを操作した場合でも、プリドライバ回路３１２はゲート信号の出力を停止している。
なお、図６の実施形態と同様に、破線で示すゲート回路３１Ｇを備えることもできる。一点鎖線で示す駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８は、プリドライバ回路３１２に入力する代わりに、ゲート回路３１Ｇに入力する。そして、図６にて説明したようにしてＰＷＭ信号がプリドライバ回路３１２に入力するのを遮断するようにすることもできる。
また、図７の実施形態と同様に、一点鎖線で示す駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８をコントローラ３１１に入力することもできる。コントローラ３１１は、図８に示すように、ゲート回路３１１Ｇを備え、図８にて説明したようにしてＰＷＭ信号がプリドライバ回路３１２に入力するのを遮断するようにすることもできる。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に動作して、コントローラ３１１が異常な状態で駐車ブレーキを操作した場合でも、駐車ブレーキ状態ｂ信号３１８がＯＦＦからＯＮに切替わると、コントローラ３１１がＰＷＭ信号３１５を出力し続けていても、プリドライバ回路３１２によるゲート信号３１６の出力を停止することができる。
以上により、本実施形態の電動駆動制御装置は、コントローラ３１１が異常な状態になった場合でも、駐車ブレーキの操作に基づいて走行駆動の停止と再開を行うことができる。
なお、上述した各実施形態ではコントローラ３１１が異常な状態のとき、プリドライバ回路へのＰＷＭ信号が出力され続ける例を上げて説明したが、これに限定されず、例えば、ＰＷＭ信号の大きさの違いにより、コントローラ３１１の正常、若しくは異常を識別しても良い。
１０…駐車ブレーキ
１２…駐車ブレーキスイッチ
３１…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
３１１…コントローラ
３１２…プリドライバ回路
３１３…電力変換器（インバータ）
３１４…分配回路
３１５…３相ＰＷＭ信号
３１６…ゲート信号
３１７…駐車ブレーキ状態ａ信号
３１８…駐車ブレーキ状態ｂ信号
３１Ｇ，３１１Ｇ…ゲート回路

Claims (9)

  1. 走行用の電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、入力したＰＷＭ信号に基づいて、該インバータにゲート信号を供給するプリドライバ回路と、前記電動機の駆動を制御するための前記ＰＷＭ信号を前記プリドライバ回路に出力するコントローラと、駐車ブレーキ手段とを有する電動駆動型ホイール式作業車両であって、
    前記駐車ブレーキ手段の状態を検知する駐車ブレーキ状態検知手段を備え、
    該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  2. 請求項１に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力の遮断は、前記コントローラから前記プリドライバ回路へ出力される前記ＰＷＭ信号に関係なく行われるように設定したことを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  3. 請求項１に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    さらに、前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態に応じて第１の駐車ブレーキ状態信号と、該第１の駐車ブレーキ状態信号に対して所定の遅れ時間を有する第２の駐車ブレーキ状態信号を出力する分配回路を備え、
    前記第２の駐車ブレーキ状態信号に基づいて、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断するか、若しくは、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  4. 請求項３に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    前記プリドライバ回路は、入力した前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記インバータを構成する上下アームのスイッチング素子を制御するゲート信号を出力するゲート信号生成手段を備え、
    前記ゲート信号生成手段は、前記ゲート信号の出力を停止するインヒビット端子を備え、
    前記第２の駐車ブレーキ状態信号は、前記インヒビット端子に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  5. 請求項３に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    さらに、前記コントローラと前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、
    前記第２の駐車ブレーキ状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  6. 請求項３に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    前記コントローラは、前記ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成手段と、該ＰＷＭ信号生成手段と前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、
    前記第２の駐車ブレーキ状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  7. 請求項１に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    前記プリドライバ回路は、入力した前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記インバータを構成する上下アームのスイッチング素子を制御するゲート信号を出力するゲート信号生成手段を備え、
    前記ゲート信号生成手段は、前記ゲート信号の出力を停止するインヒビット端子を備え、
    前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態信号は、前記インヒビット端子に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路によるゲート信号の出力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  8. 請求項１に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    さらに、前記コントローラと前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、
    前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
  9. 請求項１に記載の電動駆動型ホイール式作業車両において、
    前記コントローラは、前記ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成手段と、該ＰＷＭ信号生成手段と前記プリドライバ回路との間に備えられ、前記ＰＷＭ信号が前記プリドライバ回路に入力することを遮断するゲート回路を備え、
    前記駐車ブレーキ状態検知手段が出力した駐車ブレーキの状態信号は、前記ゲート回路に入力し、該駐車ブレーキ状態検知手段により、前記駐車ブレーキ手段が操作されたことが検出されると、前記プリドライバ回路に対する前記ＰＷＭ信号の入力を遮断することを特徴とする電動駆動型ホイール式作業車両。
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