JP7246209B2 - 作業車両の制御装置、及び作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両の制御装置、及び作業車両に関する。

特許文献１に開示されているように、電気機器の通電／非通電と、エンジンの始動／停止を制御する起動スイッチを備える油圧ショベルが知られている。起動スイッチは、キーオフ状態、キーオン状態、及びスタート状態のそれぞれに変化することができる。起動スイッチがキーオフ状態である場合、電気機器は非通電状態であり起動しない。オペレータの操作により起動スイッチがキーオフ状態からキーオン状態に変化すると、電気機器が通電状態となり起動する。オペレータの操作により起動スイッチがキーオン状態からスタート状態に変化すると、エンジンが始動する。

特開２０１６－１９６７５９号公報

起動スイッチがキーオフ状態からスタート状態に一気に変化される一気掛け操作が実施される場合がある。油圧ショベルの原動機がエンジンである場合、一気掛け操作が実施されても、エンジンは始動することができる。一方、油圧ショベルの原動機が電動モータである場合、一気掛け操作が実施されると、電動モータは始動しない可能性がある。例えば、駆動バッテリから出力された電力が供給回路を経由して電動モータに供給される場合、起動スイッチがキーオフ状態からキーオン状態に変化したときに、供給回路が電動モータに電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移する。一気掛け操作が実施されると、供給回路が電力を供給可能な状態に遷移する前に、起動スイッチがスタート状態からキーオン状態に戻されてしまう可能性がある。その結果、供給回路が電力を供給可能な状態に遷移しても、起動スイッチの起動信号は電動モータに供給されないため、電動モータは始動しないこととなる。

本発明の態様は、一気掛け操作が実施されても電動モータを始動させることを目的とする。

本発明の態様に従えば、電動モータを始動させる始動スイッチの始動信号が生成された生成状態であるか否かを判定する始動操作判定部と、安全操作部がロック状態であるか否かを判定するロック状態判定部と、供給回路が前記電動モータに電力を供給可能な状態であるか否かを判定する回路状態判定部と、前記生成状態及び前記ロック状態において、前記供給回路が前記電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移したときに、前記電動モータに駆動指令を出力する駆動指令部と、を備える作業車両の制御装置が提供される。

本発明の態様によれば、一気掛け操作が実施されても電動モータを始動させることができる。

図１は、本実施形態に係る作業車両を示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る作業車両を示すブロック図である。 図３は、本実施形態に係る供給回路を示す模式図である。 図４は、本実施形態に係る作業車両の起動処理を示すフローチャートである。 図５は、本実施形態に係るコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。 図６は、本実施形態に係る作業車両の駆動開始処理を示すタイミングチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各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。

＜作業車両の概要＞
図１は、本実施形態に係る作業車両１を示す斜視図である。本実施形態においては、作業車両１が小型油圧ショベルであることとする。以下の説明においては、作業車両１を適宜、油圧ショベル１、と称する。

油圧ショベル１は、走行体２と、旋回体３と、ブレード４と、作業機５とを備える。走行体２は、一対の履帯を有する。旋回体３は、走行体２の上方において旋回する。ブレード４は、走行体２の前方において上下方向に移動する。作業機５は、旋回体３の前部に連結される。作業機５は、ブーム５Ａと、アーム５Ｂと、バケット５Ｃとを有する。作業機５は、作業機シリンダ２６が発生する動力により駆動する。作業機シリンダ２６は、ブーム５Ａを駆動するブームシリンダ２６Ａと、アーム５Ｂを駆動するアームシリンダ２６Ｂと、バケット５Ｃを駆動するバケットシリンダ２６Ｃとを含む。なお、油圧ショベル１は、ブレードを備えなくてもよい。

旋回体３は、操縦席６と、作業機レバー７と、走行レバー８と、表示装置９と、支柱１１と、キャノピー１２とを有する。

操縦席６は、オペレータに着座される。作業機レバー７は、操縦席６の左方及び右方のそれぞれに配置される。走行レバー８及び表示装置９は、操縦席６の前方に配置される。表示装置９は、支持アーム１０に支持される。支持アーム１０は、旋回体３のフロアの前部に固定される。オペレータは、操縦席６に着座した状態で、作業機レバー７及び走行レバー８を操作することができる。オペレータは、操縦席６に着座した状態で、表示装置９を確認することができる。

支柱１１は、旋回体３の後部に固定される。キャノピー１２は、支柱１１に支持される。キャノピー１２は、操縦席６の上方に配置される。本実施形態において、油圧ショベル１は、操縦席６の周囲の空間が開放されているキャノピー仕様である。

図２は、本実施形態に係る油圧ショベル１を示すブロック図である。本実施形態において、油圧ショベル１は、油圧システム２０と、電気システム３０と、制御装置５０とを備える。

＜油圧システム＞
油圧システム２０は、作業機５を駆動する。油圧システム２０は、油圧ポンプ２１と、流路を介して油圧ポンプ２１と接続されるメインバルブ２２と、油圧ポンプ２１から供給された作動油に基づいて駆動する作業機シリンダ２６とを有する。油圧ポンプ２１は、作動油を吐出する。油圧ポンプ２１は、作業機シリンダ２６の動力源である。作業機シリンダ２６は、作業機５を駆動するための油圧シリンダである。作業機シリンダ２６は、作動油の流量に基づいて伸縮する。作業機シリンダ２６が伸縮することにより、作業機５が駆動する。

また、油圧システム２０は、メインバルブ２２のスプールを移動するためのパイロット圧を調整するパイロット弁２３と、パイロット圧がスプールに作用することを制限して、作業機５を駆動不可能状態にするロックソレノイド２４と、パイロット弁２３に供給するパイロット用元圧を生成するパイロット用元圧生成部２５とを有する。パイロット弁２３は、作業機レバー７の操作量に基づいて作動する。作業機レバー７が操作されると、パイロット弁２３が作動してパイロット圧が高くなり、スプールが移動する。スプールが移動することにより、油圧ポンプ２１からの作動油が作業機シリンダ２６に供給される。ロックソレノイド２４は、制御装置５０から出力されるロック指令に基づいて作動する。ロック指令が出力されると、ロックソレノイド２４は、パイロット用元圧生成部２５から供給されるパイロット油の流通を遮断して、パイロット圧がスプールに作用することを制限する。パイロット油の流通が遮断されることにより、作業機５は駆動不可能状態になる。パイロット用元圧生成部２５には、油圧ポンプ２１から供給された作動油が供給される。

＜電気システム＞
電気システム３０は、駆動バッテリ３１と、電動モータ３２と、供給回路３３と、キースイッチ３４と、ロックレバースイッチ３５と、スイッチ素子３６と、補機バッテリ３７とを有する。

駆動バッテリ３１は、充電式の蓄電装置である蓄電池、例えばバッテリである。駆動バッテリ３１は、供給回路３３を経由して電動モータ３２に電力を供給するエネルギー源である。油圧ショベル１は、駆動バッテリ３１から供給される電力に基づいて駆動するバッテリ式油圧ショベルである。

原動機である電動モータ３２は、駆動バッテリ３１から供給される電力により、油圧ポンプ２１を駆動する動力を発生する。油圧ポンプ２１は、電動モータ３２の出力軸と接続されている。

供給回路３３は、駆動バッテリ３１から出力された電力を電動モータ３２に供給する。供給回路３３は、駆動バッテリ３１と電動モータ３２との間に配置される。駆動バッテリ３１から出力された電力は、供給回路３３を経由して電動モータ３２に供給される。

キースイッチ３４は、オペレータにより操作される。キースイッチ３４は、電動モータ３２を始動させるための始動スイッチである。オペレータは、電動モータ３２を始動するときに、キースイッチ３４のキーシリンダにキーを差し込んで回転させる。

キースイッチ３４は、キーオフ状態、キーオン状態、及びスタート状態のそれぞれに変化することができる。キーがキーシリンダに差し込まれた状態で、オペレータにより回転されると、キースイッチ３４は、「オフ」、「オン」、及び「スタート」のいずれかの位置に回転する。「オフ」の位置に回転すると、キースイッチ３４はキーオフ状態になる。「オン」の位置に回転すると、キースイッチ３４はキーオン状態になる。「スタート」の位置に回転すると、キースイッチ３４はスタート状態になる。キースイッチ３４は、スタート状態において、電動モータ３２を始動させるための始動信号を生成する。

このとき、オペレータがキースイッチ３４から手を離すと、キースイッチ３４は、「スタート」の位置から「オン」の位置に戻る。キーオン状態及びスタート状態のいずれかの状態において、キースイッチ３４は、通電信号を生成する。キーオフ状態では、キースイッチ３４は通電信号を生成しない。

ロックレバースイッチ３５は、ロックレバー１３の操作状態に基づいて、ロックソレノイド２４を作動させるためのロック信号を出力する。ロックレバー１３は、作業機５を駆動不可能状態にするために操作される。ロックレバー１３は、例えば操縦席６の隣に配置され、オペレータに操作される。ロックレバー１３は、ロック位置及び解除位置の一方から他方に移動可能である。ロックレバー１３がロック位置に移動されると、ロックレバースイッチ３５は、ロック信号を制御装置５０及びスイッチ素子３６に出力する。制御装置５０は、ロック信号に基づいて、ロックソレノイド２４にロック指令を出力する。制御装置５０からロックソレノイド２４にロック指令が出力されることにより、作業機５は駆動不可能状態になる。ロックレバー１３が解除位置に移動されると、制御装置５０からロックソレノイド２４にロック指令が出力されず、作業機５は駆動可能状態になる。ロックレバー１３は、安全操作部の一例である。

以下の説明においては、作業機５のロックレバー１３がロック位置に配置され、作業機５が駆動不可能状態であることを適宜、ロック状態、と称し、作業機５のロックレバー１３が解除位置に配置され、作業機５が駆動可能状態であることを適宜、ロック解除状態、と称する。

オペレータは、操縦席６に搭乗して電動モータ３２を始動するとき、まずロックレバー１３をロック状態にする。ロックレバー１３がロック状態になることにより、ロックレバースイッチ３５は、作業機５を駆動不可能状態にするためのロック信号を生成する。ロックレバースイッチ３５により生成されるロック信号は、ロックレバー１３がロック状態であることを示す。

ロックレバー１３がロック状態において、オペレータが電動モータ３２を始動するようにキースイッチ３４を「スタート」位置まで操作すると、電動モータ３２は始動することができる。

ロックレバー１３がロック解除状態である場合、電動モータ３２は始動することができない。オペレータは、ロックレバー１３がロック状態において、キースイッチ３４を操作して、電動モータ３２を始動させる。電動モータ３２が始動した後、オペレータは、ロックレバー１３をロック解除状態にする。これにより、作業機５は駆動可能状態になる。

スイッチ素子３６は、制御装置５０に対する始動信号の供給と遮断とを切り換える。スイッチ素子３６は、ロックレバースイッチ３５からのロック信号を取得する。スイッチ素子３６がオン状態において、キースイッチ３４において生成された始動信号が制御装置５０に供給される。スイッチ素子３６がオフ状態において、始動信号は制御装置５０に供給されない。

スイッチ素子３６は、例えばリレーを含む。ロックレバー１３がロック状態である場合、ロックレバースイッチ３５は、スイッチ素子３６にロック信号を出力する。ロック信号がスイッチ素子３６に出力された場合、スイッチ素子３６はオン状態になる。ロック信号がスイッチ素子３６に出力されない場合、スイッチ素子３６はオフ状態になる。

すなわち、ロックレバー１３がロック状態であり、ロック信号がスイッチ素子３６に出力された場合、キースイッチ３４の始動信号は制御装置５０に出力される。ロックレバー１３がロック解除状態であり、ロック信号がスイッチ素子３６に出力されない場合、キースイッチ３４の始動信号は制御装置５０に出力されず、電動モータ３２は始動することができない。

ロックレバー１３がロック状態においてのみ電動モータ３２が始動できるので、オペレータが不注意で作業機レバー７を操作したままの状態であっても、電動モータ３２の始動と同時に作業機シリンダ２６が意図せず動作してしまうことが防止される。

補機バッテリ３７は、キースイッチ３４及びロックレバースイッチ３５を含む油圧ショベル１に搭載されている電気機器に電力を供給する。補機バッテリ３７は、駆動バッテリ３１とは別のバッテリである。補機バッテリ３７は、駆動バッテリ３１より低圧の１２Ｖ又は２４Ｖのバッテリである。電気機器にはその他に、図示しないホーンや作業灯、充電器の温度を検出するセンサ、充電器を水冷するための水ポンプ、充電器を水冷する冷却液を冷却するための冷却用ファンが例示される。

キースイッチ３４がキーオフ状態である場合、油圧ショベル１に搭載されている電気機器は起動せず電動モータ３２は始動しない。キースイッチ３４がキーオン状態又はスタート状態において、不図示の電力供給ラインを介して電気機器に電力が供給され、電気機器が起動する。キースイッチ３４がキーオン状態からスタート状態に変化すると、電動モータ３２を始動させるための始動信号がキースイッチ３４から出力される。

＜制御装置＞
制御装置５０は、油圧ショベル１を制御する。制御装置５０は、コンピュータシステムを含む。制御装置５０は、通電信号取得部６３と、通電状態判定部６４と、回路信号取得部５１と、回路状態判定部５２と、回路制御部５８と、始動信号取得部５３と、始動操作判定部５４と、駆動指令処理判定部６１と、ロック信号取得部５５と、ロック状態判定部５６と、保持部５７と、駆動指令部５９と、ロック指令部６０とを有する。

通電信号取得部６３は、キースイッチ３４にて生成される通電信号を取得する。

通電状態判定部６４は、通電信号取得部６３により取得された通電信号に基づいて、通電状態か否かを判定する。通電状態判定部６４は、キースイッチ３４がキーオン状態又はスタート状態である場合、通電状態であると判定する。キースイッチ３４がキーオフ状態である場合、非通電状態であると判定する。キースイッチ３４が通電状態である場合、電動モータ３２の駆動は許容される。キースイッチ３４が非通電状態である場合、電動モータ３２の駆動は許容されない。

回路信号取得部５１は、供給回路３３から出力された回路信号を取得する。回路信号は、供給回路３３が電動モータ３２に電力を供給可能な状態であるか否かを判定するために使用される信号である。

図３は、本実施形態に係る供給回路３３を示す模式図である。供給回路３３は、駆動バッテリ３１と接続される。供給回路３３は、電動モータ３２と接続される出力部３８を有する。供給回路３３は、電動モータ３２と出力部３８とを接続するループ回路３３Ａと、コンタクタ４１及び抵抗４３を含むコンタクタ回路３３Ｂと、コンタクタ４２を含むコンタクタ回路３３Ｃとを含む。コンタクタ回路３３Ｂとコンタクタ回路３３Ｃとは並列である。

供給回路３３は、電動モータ３２に電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移する際に、出力部３８に大電流が急激に供給されることを抑制する。キースイッチ３４がキーオフ状態においては、供給回路３３のコンタクタ４１及びコンタクタ４２のそれぞれはオフ状態である。キースイッチ３４がキーオフ状態からキーオン状態に変化したとき、回路制御部５８からの回路制御指令によりコンタクタ回路３３Ｃのコンタクタ４２がオフ状態で、コンタクタ回路３３Ｂのコンタクタ４１がオン状態になる。コンタクタ回路３３Ｂは抵抗４３を含む。コンタクタ回路３３Ｂのコンタクタ４１がオン状態になることにより、出力部３８への電流は抵抗４３を経由して流れるので、大電流が急激に供給されることが抑制される。出力部３８は、駆動バッテリ３１からの直流電力を電動モータ３２の駆動に適した交流電力に変換する装置、例えばインバータである。

供給回路３３は、電圧センサ４４を含む。電圧センサ４４は、コンタクタ回路３３Ｂ及びコンタクタ回路３３Ｃの入力側におけるループ回路３３Ａの電圧を示す入力電圧を検出する電圧センサ４４Ａと、コンタクタ回路３３Ｂ及びコンタクタ回路３３Ｃの出力側におけるループ回路３３Ａの電圧を示す出力電圧を検出する電圧センサ４４Ｂとを含む。入力電圧と出力電圧との差が規定値以下になったとき、回路制御部５８からの回路制御指令によりコンタクタ回路３３Ｂのコンタクタ４１がオン状態からオフ状態に変化し、コンタクタ回路３３Ｃのコンタクタ４２がオフ状態からオン状態に変化する。この状態では、駆動バッテリ３１から出力部３８、更には電動モータ３２へ抵抗４３を経由しないで電力が供給される。

回路状態判定部５２は、供給回路３３が電動モータ３２に電力を供給可能な状態であるか否かを判定する。供給回路３３について所定条件が成立した場合、供給回路３３が電動モータ３２に電力を供給可能な状態であることを示す回路信号が供給回路３３から制御装置５０に出力される。供給回路３３について所定条件が成立しない場合、供給回路３３が電動モータ３２に電力を供給不可能な状態であることを示す回路信号を供給回路３３から制御装置５０に出力される。所定条件は、入力電圧と出力電圧との差が規定値以下になることを含む。なお、所定条件は、コンタクタ４１がオフ状態でありコンタクタ４２がオン状態であることを含んでもよい。

回路状態判定部５２は、回路信号取得部５１により取得された回路信号や、回路制御部５８から出力される回路制御指令に基づいて、供給回路３３が電動モータ３２に電力を供給可能な状態であるか否かを判定する。回路状態判定部５２は、供給回路３３から回路信号取得部５１を介して取得した回路信号と、回路制御部５８から取得した回路制御信号に基づいて供給回路３３の回路状態を判定し、その回路状態判定結果を駆動指令処理判定部６１に出力する。なお、供給回路３３について所定条件が成立しない場合、供給回路３３が電動モータ３２に電力を供給可能であることを示す回路信号を供給回路３３から制御装置５０に出力しないようにしてもよい。

回路制御部５８は、最初にキースイッチ３４で生成された通電信号を取得し、供給回路３３の制御をおこなう回路制御指令を出力する。通電信号を取得後、回路状態判定部５２から回路状態判定を取得し、回路制御指令を供給回路３３に出力する。回路制御指令は、供給回路３３と、回路状態判定部５２へ出力される。回路制御指令とは、コンタクタのオン状態、オフ状態の切換えや順番を指令することを含む。

始動信号取得部５３は、キースイッチ３４から出力された始動信号を取得する。ロックレバー１３がロック状態において、キースイッチ３４がスタート状態に操作された場合、キースイッチ３４において生成された始動信号は、スイッチ素子３６を介して制御装置５０に供給される。始動信号取得部５３は、ロックレバー１３がロック状態において、キースイッチ３４がスタート状態に操作された場合、始動信号を取得する。

始動操作判定部５４は、始動信号取得部５３により取得された始動信号に基づいて、キースイッチ３４の始動信号が生成状態であるか否かを判定する。

始動操作判定部５４は、始動信号取得部を介して、キースイッチ３４がスタート状態であり、かつスイッチ素子３６がオン状態であるときに生成された始動信号を取得する。この後、キースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に変化した時点を第１時点ｔ１とする。

駆動指令処理判定部６１は、駆動開始処理判定部６１Ｂと、駆動停止処理判定部６１Ａと、駆動指令決定部６１Ｃとを含む。

駆動開始処理判定部６１Ｂには、回路状態判定部５２の判定結果である回路状態判定結果と、始動操作判定部５４の判定結果である始動操作判定結果と、ロック状態判定部５６の判定結果であるロック状態判定結果とが入力される。駆動開始処理判定部６１Ｂは、回路状態判定結果、始動操作判定結果、及びロック状態判定結果に基づいて、電動モータ３２の駆動を開始してよいか否かの判定結果である駆動開始処理判定結果を駆動指令決定部６１Ｃへ出力する。

保持部５７は、始動操作判定部５４の始動操作判定結果が生成状態となった場合、生成状態であることとして記憶する。保持部５７は、第１時点ｔ１においてキースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に変化しても、始動信号が生成状態であると判定する。

一方、保持部５７は、ロック状態判定部５６の判定結果であるロック状態判定結果がロック解除状態である場合、保持部５７の始動操作判定結果の記憶が生成状態であったとしても、その記憶をリセットし、生成状態ではないと記憶する。すなわち、保持部５７は、第１時点ｔ１以前において始動信号が生成されていることを取得していても、第１時点ｔ１以降にロックレバー１３がロック状態からロック解除状態に遷移した場合、ロック解除状態に遷移した時点以前には始動信号が生成されていないものとみなす。

駆動開始処理判定部６１Ｂは、回路状態判定部５２の判定結果である回路状態判定結果が供給回路３３が供給可能状態であること、及び保持部５７の判定結果が生成状態であることの両方が成立しているとき、駆動開始処理してよいと判定する。

駆動停止処理判定部６１Ａは、回路状態判定部５２の回路状態判定結果によって供給回路３３が供給不可能状態であること、及び通電状態判定部６４の判定結果が非通電状態であることのいずれか一方が成立すると、駆動停止処理を開始してよいと判定する。

駆動指令決定部６１Ｃは、通常は駆動指令の状態（駆動状態／停止状態）を維持する。ただし、駆動開始処理判定部６１Ｂにより駆動開始が判定されると、停止状態から駆動状態へ遷移する。また、駆動停止処理判定部６１Ａにより駆動停止が判定されると、駆動状態から停止状態に遷移する。

駆動指令部５９は、駆動指令決定部６１Ｃの判定結果に基づいて、電動モータ３２に駆動指令を出力する。すなわち、駆動指令決定部６１Ｃの判定結果が駆動状態のときには電動モータ３２を駆動させる。駆動指令決定部６１Ｃの判定結果が停止状態のときには電動モータ３２を停止させる。

上述のように、供給回路３３において所定条件が成立しない場合、供給回路３３は電動モータ３２に電力を供給不可能な状態である。供給回路３３において所定条件が成立した場合、供給回路３３は電動モータ３２に電力を供給可能な状態である。供給回路３３は、電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移する。第１時点ｔ１よりも後の第２時点ｔ２において、供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移した場合、保持部５７は、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間において始動信号が始動信号取得部５３に取得されなくても、始動信号は生成状態であると判定する。

ロック信号取得部５５は、ロックレバースイッチ３５からロック信号を取得する。ロックレバー１３がロック状態であるとき、ロックレバースイッチ３５において生成されたロック信号は、制御装置５０に出力される。ロック信号取得部５５は、ロックレバー１３がロック状態である場合、ロック信号を取得する。

ロック状態判定部５６は、ロックレバー１３がロック状態であるか否かを判定する。ロック状態判定部５６は、ロック信号取得部５５により取得されたロック信号に基づいて、ロックレバー１３がロック状態であるか否かを判定する。

駆動指令部５９は、駆動指令処理判定部６１により決定された駆動指令を、電動モータ３２に出力する。保持部５７において始動信号が生成状態において、供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移したときには、駆動指令部５９から電動モータ３２へ駆動指令の出力が開始される。供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移した状態において、電動モータ３２に駆動指令が出力されることにより、電動モータ３２は、供給回路３３から供給された電力に基づいて駆動することができる。

ロック指令部６０は、ロック状態判定部５６のロック状態判定結果に基づいて、ロックソレノイド２４にロック信号を出力する。

駆動指令部５９は、保持部５７において始動信号が生成状態において第２時点ｔ２の経過後に、電動モータ３２に駆動指令を出力する。第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間において始動信号が始動信号取得部５３に取得されなくても、始動信号は生成状態であると判定される。これにより、一気掛け操作が実施されても、電動モータ３２は始動することができる。

一気掛け操作とは、キースイッチ３４をキーオフ状態からスタート状態に、更にキーオン状態まで、短時間で変化させる操作をいう。油圧ショベル１の原動機が電動モータ３２である場合、一気掛け操作が実施されると、電動モータ３２は始動しない可能性があった。

例えば、駆動バッテリ３１から出力された電力が供給回路３３を経由して電動モータ３２に供給される場合、供給回路３３は、キースイッチ３４がキーオフ状態からキーオン状態に変化したときに、電動モータ３２に電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移するが、遷移するためには回路信号に基づいて回路状態を判定する必要があるため時間がかかる。キースイッチ３４をキーオフ状態からスタート状態に短時間で変化させ、さらに短時間で手を離すとキーオン状態に戻る。そのため、回路状態を判定し、供給可能な状態と判断される前に、一度生成された始動信号が非生成状態になる。

一気掛け操作が実施された際に、第１時点ｔ１においてキースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に戻したときに、第１時点ｔ１が、供給回路３３が電力を供給可能な状態に遷移する第２時点ｔ２の前である可能性がある。その結果、第２時点ｔ２において供給回路３３が電力を供給可能な状態に遷移しても、キースイッチ３４の始動信号は電動モータ３２に供給されないため、電動モータ３２は始動しないこととなっていた。

本実施形態によれば、第１時点ｔ１以前において生成された始動信号は、保持部５７に記憶される。始動信号が保持部５７に記憶されているとき、始動信号が生成状態であると判定する。すなわち、始動信号が第１時点ｔ１以前において生成され、第２時点ｔ２においては継続して生成されていなくても、第２時点ｔ２において始動信号が保持部５７に記憶されていれば、第２時点ｔ２において始動信号は生成状態であると判定される。駆動指令部５９は、始動信号が生成状態且つロックレバー１３がロック状態において、供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移した第２時点ｔ２の経過後に、電動モータ３２に駆動指令を出力する。これにより、第１時点ｔ１以前において一気掛け操作が実施され、第２時点ｔ２の経過前にキースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に戻されてしまっても、電動モータ３２は、駆動バッテリ３１及び供給回路３３から供給された電力に基づいて、駆動することができる。

＜油圧ショベルの起動処理＞
オペレータは、油圧ショベル１の電気システム３０を起動するために、ロックレバー１３をロック状態にする。キースイッチ３４は、キーオフ状態である。オペレータは、ロックレバー１３のロック状態が維持されている状態で、キースイッチ３４のキーシリンダにキーを差し込んで回転させる。キースイッチ３４は、キーオフ状態からキーオン状態に変化する。

キースイッチ３４がキーオン状態に変化すると、電気機器を含む電気システム３０に補機バッテリ３７から電力が供給される。

キースイッチ３４がキーオフ状態からキーオン状態に変化することにより、図３を参照して説明したように、制御装置５０は、回路制御指令によって、供給回路３３のコンタクタ回路３３Ｂのコンタクタ４１をオン状態にした後、コンタクタ４１をオフ状態にするとともにコンタクタ回路３３Ｃのコンタクタ４２をオン状態にする。

図４は、本実施形態に係る油圧ショベル１の電気システム３０の起動処理のうち、電動モータ３２の駆動開始処理判定を示すフローチャートである。オペレータは、油圧ショベル１の電動モータ３２を始動するために、キースイッチ３４のキーの位置を「スタート」位置へ変化させる。これにより、キースイッチ３４は、スタート状態に変化する。

キースイッチ３４がスタート状態に変化すると、キースイッチ３４において始動信号が生成される。ロックレバー１３がロック状態である場合、スイッチ素子３６はオン状態である。始動信号取得部５３は、生成された始動信号を、スイッチ素子３６を介して取得する（ステップＳ１）。

始動操作判定部５４は、始動操作か否かを判定する（ステップＳ２）。

ロックレバー１３はロック状態である。ロック信号取得部５５は、ロックレバースイッチ３５からロック信号を取得する（ステップＳ３）。

ロック状態判定部５６は、ロック状態か否かを判定する（ステップＳ４）。

回路信号取得部５１は、供給回路３３から回路信号を取得する（ステップＳ５）。

回路状態判定部５２は、回路制御部５８から回路制御指令を取得する（ステップＳ６）。回路状態判定部５２は、供給回路３３が電力を供給可能状態か否かを判定する（ステップＳ７）。

なお、ステップＳ１からステップＳ７の処理の順序は任意である。

保持部５７は、始動信号取得部５３により取得された始動信号を記憶する。

始動操作判定部５４は、始動信号が生成状態であるか否かを判定する（ステップＳ８）。保持部５７は、始動信号が保持部５７に記憶されているとき、始動信号が生成状態であると判定する。

ステップＳ８において、始動信号が生成状態であると判定された場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、駆動指令処理判定部６１は、始動信号の保持部５７の値をＴＲＵＥ（真）にする（ステップＳ９）。

ステップＳ８において、始動信号が生成状態でないと判定された場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ロック状態判定部５６は、ロック信号取得部５５により取得されたロック信号に基づいて、ロックレバー１３がロック解除状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０において、ロック解除状態であると判定された場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、駆動指令処理判定部６１は、始動信号の保持部５７の値をＦＡＬＳＥ（偽）にする（ステップＳ１１）。

ステップＳ１０において、ロック解除状態でないと判定された場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、駆動指令処理判定部６１は、始動信号の保持部５７の値を変更しない（ステップＳ１２）。

駆動指令処理判定部６１は、始動信号の保持部５７の値がＴＲＵＥ、かつ、供給回路３３が電力を供給可能状態か否かを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、始動信号の保持部５７の値がＴＲＵＥ、かつ、供給回路３３が電力を供給可能状態であると判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、駆動指令処理判定部６１は、駆動開始処理判定をＴＲＵＥにする（ステップＳ１４）。

駆動指令部５９は、電動モータ３２に駆動指令を出力する。

ステップＳ１３において、始動信号の保持部５７の値がＴＲＵＥ、かつ、供給回路３３が電力を供給可能状態ではないと判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、駆動指令処理判定部６１は、駆動開始処理判定を変更しない（ステップＳ１５）。

＜コンピュータシステム＞
図５は、本実施形態に係るコンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述の制御装置５０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ーフェース１００４とを有する。上述の制御装置５０の機能は、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、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、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。

プログラムは、上述の実施形態に従って、キースイッチ３４の始動信号の生成状態、ロックレバーのロック状態及び供給回路の回路状態に基づいて、電動モータ３２に駆動指令を出力することができる。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、始動信号が生成状態でありロックレバー１３がロック状態において、供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移したときに、電動モータ３２に駆動指令が出力される。始動信号が生成状態であることは、始動信号が保持部５７に記憶されていることを含む。

キースイッチ３４がスタート状態になることにより始動信号が生成され、第１時点ｔ１においてキースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に戻され、第２時点ｔ２において供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移する。

一気掛け操作により、第２時点ｔ２の前の第１時点ｔ１において、キースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に戻されても、第２時点ｔ２において、保持部５７に始動信号が生成状態であることは記憶されている。そのため、駆動指令部５９は、供給回路３３から電動モータ３２に電力が供給可能な状態で、電動モータ３２に駆動指令を出力することができる。したがって、一気掛け操作が実施されても、制御装置５０は、電動モータ３２を始動させることができる。

第１時点ｔ１以前において生成された始動信号は、保持部５７に記憶される。保持部５７は、始動信号が保持部５７に記憶されているとき、始動信号が生成状態であると判定する。始動信号が第１時点ｔ１以前において生成され、第２時点ｔ２においては生成されていなくても、第２時点ｔ２において始動信号が保持部５７に記憶されていれば、第２時点ｔ２において始動信号は生成状態であると判定される。駆動指令部５９は、始動信号が生成状態且つロックレバー１３がロック状態において、第２時点ｔ２の経過後に、電動モータ３２に駆動指令を出力する。これにより、一気掛け操作が実施され、第２時点ｔ２の経過前の第１時点ｔ１においてキースイッチ３４がスタート状態からキーオン状態に戻されても、電動モータ３２は、駆動バッテリ３１及び供給回路３３から供給された電力に基づいて駆動することができる。

図６は、本実施形態に係る油圧ショベル１の起動処理を示すタイミングチャートである。図６（Ａ）は、一気掛け操作が実施されないときのタイミングチャートである。キースイッチ３４がオフ状態からオン状態を経てスタート状態になり、その後スタート状態になる。始動信号は、キースイッチ３４がスタート状態において生成される。始動信号が生成状態において、ロックレバー１３はロック状態であり、供給回路３３は、電力を供給可能状態であるため、電動モータ３２に駆動指令が出力される。

図６（Ｂ）は、一気掛け操作が実施されたときのタイミングチャートである。キースイッチ３４がスタート状態において、始動信号が生成状態になる。始動信号が生成状態において、ロックレバー１３はロック状態である。一気掛け操作が実施されると、始動信号が生成状態において、供給回路３３は電力を供給不可能状態であり、キースイッチ３４がスタート状態からオン状態に変化した後に、供給回路３３が電力を供給可能状態になる。始動信号が非生成状態において、供給回路３３が電力を供給可能状態になった場合、従来においては、始動信号が電動モータ３２に供給されないため、電動モータ３２は始動しないこととなる。本実施形態においては、保持部５７の値が始動信号を生成状態である。そのため、駆動指令処理判定部６１は、保持部５７の値に基づいて、供給回路３３が電力を供給可能状態になった後、駆動指令を電動モータ３２に出力することができる。これにより、一気掛け操作が実施されても、電動モータ３２は始動することができる。

図６（Ｃ）は、一気掛け操作が実施されたときのタイミングチャートである。図６（Ｃ）は、供給回路３３が電力を供給可能な状態になる前に、ロックレバー１３がロック解除状態になった例を示す。図６（Ｃ）に示す例においては、保持部５７の値が始動信号を生成状態であっても、供給回路３３が電力を供給可能状態になったときに、ロックレバー１３がロック解除状態であるため、保持部５７において始動信号が生成状態ではなくなっているため、駆動指令は電動モータ３２に出力されず、電動モータ３２は始動しない。この例で示すように、一気掛け操作された場合であっても、ロックが解除状態になっているときに電動モータ３２を始動しないという安全性を担保している。

［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、第１時点ｔ１以前において生成された始動信号が保持部５７に記憶され、第２時点ｔ２において始動信号が保持部５７に記憶されているとき、第２時点ｔ２において始動信号が生成状態であることとした。始動信号は保持部５７に記憶されなくてもよい。始動信号取得部５３は、第１時点ｔ１以前において生成された始動信号を取得する。始動操作判定部５４は、第１時点ｔ１から規定時間が経過するまで、始動信号が生成状態であると判定してもよい。第１時点ｔ１からの経過時間は、回路制御部５８により計測される。供給回路３３が電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移する第２時点ｔ２が既知である場合、始動操作判定部５４は、第２時点ｔ２よりも後の第３時点ｔ３が経過するまで、始動信号が生成状態であると判定してもよい。すなわち、駆動指令部５９は、第１時点ｔ１以前において始動信号が生成された後、規定時間経過後の第３時点ｔ３において、駆動指令を出力してもよい。

上述の実施形態において、ロックレバー１３は安全操作部であればよく、また、ロック指令によって駆動されるものは、ロックレバー１３の操作によって動作し、電動モータ３２の動作によって駆動されるアクチュエータの動作を制限するものであってもよい。例えば、ロックレバー１３の代わりにパーキングブレーキレバーとし、ロック指令によって駆動されるものをパーキングブレーキとしてもよい。例えば、ロック指令によって駆動するものをクラッチのようなものにしてもよい。

上述の実施形態においては、油圧ショベル１は、駆動バッテリ３１から電力が供給されることとした。油圧ショベル１は、外部電源から電力ケーブルを介して電力が供給されてもよい。

上述の実施形態において、キースイッチ３４はキーシリンダにキーを差し込んで回転させることで始動信号を生成できるものを想定した記載となっているが、本発明はこれに限定されない。例えば、オペレータが所持する機器が電子チップを内蔵し、車両から一定の範囲内にある場合にオペレータによる所定操作で、始動信号が生成されたと判断するような装置でもよい。

上述の実施形態において、油圧ショベル１は、キャノピー仕様でなくてもよい。油圧ショベル１は、操縦席６の周囲の空間が閉鎖されているキャビン仕様でもよい。

上述の実施形態において、作業車両１は油圧ショベル１でなくてもよい。作業車両１は、例えばホイールローダでもよいし、ブルドーザでもよいし、フォークリフトでもよい。

上述の実施形態において、作業車両１は、油圧システム２０の代わりに、作業機５、走行体２、及び旋回体３が電動アクチュエータで駆動される作業車両でもよい。この場合、駆動バッテリ３１から電動アクチュエータを駆動するための電力が供給される。作業車両は電動作業車両である。

上述の実施形態において、作業車両１は、メインバルブ２２のスプールを移動するためのパイロット圧の代わりに、電気駆動でスプールを移動させるようにしてもよい。その場合、ロックレバー１３のロック指令がスプールを移動させる指令を無効にすることで、作業機シリンダを駆動不可能にさせてもよい。

上述の実施形態において、作業車両１は、制御装置５０の各機能が複数の機器に分散されていてもよい。例えば、表示装置９に設けられた図示しない表示制御部に機能の一部を設けてもよい。

１…油圧ショベル（作業車両）、２…走行体、３…旋回体、４…ブレード、５…作業機、５Ａ…ブーム、５Ｂ…アーム、５Ｃ…バケット、６…操縦席、７…作業機レバー、８…走行レバー、９…表示装置、１０…支持アーム、１１…支柱、１２…キャノピー、１３…ロックレバー、２０…油圧システム、２１…油圧ポンプ、２２…メインバルブ、２３…パイロット弁、２４…ロックソレノイド、２５…パイロット用元圧生成部、２６…作業機シリンダ、２６Ａ…ブームシリンダ、２６Ｂ…アームシリンダ、２６Ｃ…バケットシリンダ、３０…電気システム、３１…駆動バッテリ、３２…電動モータ、３３…供給回路、３３Ａ…ループ回路、３３Ｂ…コンタクタ回路、３３Ｃ…コンタクタ回路、３４…キースイッチ（始動スイッチ）、３５…ロックレバースイッチ、３６…スイッチ素子、３７…補機バッテリ、３８…出力部、４１…コンタクタ、４２…コンタクタ、４３…抵抗、４４…電圧センサ、４４Ａ…電圧センサ、４４Ｂ…電圧センサ、５０…制御装置、５１…回路信号取得部、５２…回路状態判定部、５３…始動信号取得部、５４…始動操作判定部、５５…ロック信号取得部、５６…ロック状態判定部、５７…保持部、５８…回路制御部、５９…駆動指令部、６０…ロック指令部、６１…駆動指令処理判定部、６１Ａ…駆動停止処理判定部、６１Ｂ…駆動開始処理判定部、６１Ｃ…駆動指令決定部、６３…通電信号取得部、６４…通電状態判定部。

Claims (6)

1. 電動モータを始動させる始動スイッチの始動信号が生成された生成状態であるか否かを判定する始動操作判定部と、
   安全操作部がロック状態であるか否かを判定するロック状態判定部と、
   供給回路が前記電動モータに電力を供給可能な状態であるか否かを判定する回路状態判定部と、
   前記生成状態及び前記ロック状態において、前記供給回路が前記電力を供給不可能な状態であると判定した場合、前記電動モータに駆動指令を出力せず、前記供給回路が前記電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移したときに、前記電動モータに駆動指令を出力する駆動指令部と、を備える
   作業車両の制御装置。
2. 電動モータを始動させる始動スイッチの始動信号が生成された生成状態であるか否かを判定する始動操作判定部と、
   安全操作部がロック状態であるか否かを判定するロック状態判定部と、
   供給回路が前記電動モータに電力を供給可能な状態であるか否かを判定する回路状態判定部と、
   前記生成状態及び前記ロック状態において、前記供給回路が前記電力を供給不可能な状態から供給可能な状態に遷移したときに、前記電動モータに駆動指令を出力する駆動指令部と、
   第１時点以前において生成された前記始動信号を取得する始動信号取得部と、
   前記始動信号取得部により取得された前記始動信号を記憶する保持部と、を備え、
   前記保持部は、前記始動信号が前記保持部に記憶されているとき、前記生成状態であると判定し、
   前記回路状態判定部が電力を供給可能な状態でなく、かつ、前記ロック状態判定部がロック解除状態であると判定したときに、前記保持部に記憶している前記始動信号をないものと判定する、
   作業車両の制御装置。
3. 第１時点以前において生成された前記始動信号を取得する始動信号取得部を備え、
   前記保持部は、前記第１時点から規定時間が経過するまで、前記生成状態であると判定する、
   請求項２に記載の作業車両の制御装置。
4. 前記保持部は、前記第１時点と前記供給可能な状態に遷移した第２時点との間において前記始動信号が取得されなくても、前記生成状態であると判定する、
   請求項２又は請求項３に記載の作業車両の制御装置。
5. 前記供給回路は、駆動バッテリから出力された電力を前記電動モータに供給する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車両の制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業車両の制御装置を備える作業車両。

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