WO2023032708A1 - 作業機 - Google Patents

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WO2023032708A1
WO2023032708A1 PCT/JP2022/031346 JP2022031346W WO2023032708A1 WO 2023032708 A1 WO2023032708 A1 WO 2023032708A1 JP 2022031346 W JP2022031346 W JP 2022031346W WO 2023032708 A1 WO2023032708 A1 WO 2023032708A1
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WO
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assist
power supply
battery
voltage
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/031346
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English (en)
French (fr)
Inventor
智明 須藤
堅一 星野
恭嗣 中野
Original Assignee
工機ホールディングス株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/02—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders arranged oppositely relative to main shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • the present invention relates to a work machine such as an air compressor.
  • Patent Document 1 operates with electric power supplied from an external AC power supply such as a commercial power supply. There is an upper limit to the input power value from the AC power supply due to restrictions on the capacity of the breaker.
  • Patent Document 1 when the driving power of the motor increases and the input power from the AC power source approaches the upper limit, the driving power cannot be increased any more, and there is room for improvement in terms of workability. rice field. For this reason, it is assumed that assist control will be performed to synthesize the power of the battery with the power of the AC power supply.
  • an object of the present invention is to provide a working machine with improved workability.
  • One aspect of the present invention is a working machine.
  • the work machine is connected to a motor and a battery unit, and is electrically connected in parallel with the first power supply unit for outputting power from the battery unit to the motor, and the first power supply unit for the motor.
  • a second power supply unit connected to an external AC power supply and outputting power of the AC power supply to the motor, and power output from each of the first power supply unit and the second power supply unit are synthesized to a control unit that performs assist control for controlling the first power supply unit and the second power supply unit so as to supply power to the motor, wherein the control unit performs the assist control according to the remaining capacity of the battery unit; Change the contents of the control.
  • FIG. 2 is an overall circuit block diagram of the air compressor 1.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram showing an enlarged main body circuit unit 200 originally included in the air compressor 1 in the overall circuit block diagram.
  • FIG. 4 is a circuit block diagram showing an enlarged portion including an assist power supply unit 50 in the auxiliary circuit unit 300 that performs power assist using two battery packs 5A and 5B in the overall circuit block diagram.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram showing an enlarged portion including a charging section 70 in the auxiliary circuit section 300.
  • FIG. (A) is a time chart showing an example of changes over time in the assist output voltage, the assist output current (assist output power), and the battery voltage in the variable current limit mode, relating to the first control example of the air compressor 1;
  • (B) is a time chart showing an example of temporal changes in assist output voltage, assist output current (assist output power), and battery voltage in the operation of the comparative example.
  • (A) is a time chart showing an example of temporal changes in the assist output voltage, the assist output current (assist output power), and the battery voltage in the high current mode, relating to the first control example of the air compressor 1;
  • (B) is a time chart of the operation of the same comparative example as in FIG. 6(B).
  • (A) relates to a first control example of the air compressor 1, and is a time chart showing an example of temporal changes in the assist output voltage, the assist output current (assist output power), and the battery voltage in the low current mode.
  • (B) is a time chart of the operation of the same comparative example as in FIG. 6(B).
  • 4A is a control flowchart of the air compressor 1 in a variable current limit mode
  • (B) is a control flowchart of the high current mode and low current mode of the air compressor 1
  • 6 is a time chart showing a first example of changes over time of the tank internal pressure and the battery voltage in relation to the second control example of the air compressor 1
  • 6 is a time chart showing a second example of changes over time of the tank internal pressure and the battery voltage in relation to the second control example of the air compressor 1
  • 9 is a time chart showing a third example of changes over time of the tank internal pressure and the battery voltage in relation to the second control example of the air compressor 1
  • 9 is a time chart showing a fourth example of changes over time of the tank internal pressure and the battery voltage in relation to the second control example of the air compressor 1
  • (A) relates to a second control example of the air compressor 1, and is a flowchart of assist control when the tank internal pressure rises.
  • (B) relates to a second control example of the air compressor 1, and is a flowchart of assist control when the tank internal pressure drops.
  • 4 is a graph showing an example of waveforms of the assist output current under light load, medium load, and high load.
  • 9 is a time chart showing an example of changes over time in assist output power and battery voltage in relation to a third control example of the air compressor 1; 11 is a flowchart of assist control of the air compressor 1 in the third control example;
  • the air compressor 1 is an example of a work machine (electrical equipment).
  • the air compressor 1 operates with a commercial AC power supply (AC power supply of 100 V), and has a power cord 2 and a plug (not shown) for connecting to a commercial power outlet.
  • the air compressor 1 is capable of assisting operation using a battery power supply, and as shown in FIG. Prepare.
  • a battery pack 5 as a battery unit can be detachably attached to each of the battery pack attachment portions 45 .
  • FIG. 4 shows a state in which the battery pack 5 is attached to one battery pack attachment portion 45, a battery pack 5 is attached to each battery pack attachment portion 45, and a total of two battery packs 5 are used as an assist. Available. 5A, 5C, and 5D, the two battery packs 5 are distinguished from each other as battery packs 5A and 5B. Although the rated voltage of the battery packs 5A and 5B is not particularly limited, it is assumed here to be 36V.
  • the battery pack 5 has a storage case and a secondary battery (secondary battery cell) provided in the storage case.
  • the battery pack mounting portion 45 has connection terminals that connect to the terminals of the battery pack 5 .
  • the air compressor 1 includes a body cover 10, carrying handles 11 provided on both sides of the body cover 10, a pair of parallel-arranged air tanks 12a and 12b for storing compressed air, and air sucked from the outside (gas ) and supplies it to air tanks 12a and 12b as tank units (FIG. 3), and a motor 14 (same) connected to the compression unit 13 to drive the compression unit 13.
  • Motor 14 is an example of a load section.
  • the compression unit 13 and the motor 14 are arranged above the pair of air tanks 12a and 12b so that the axial direction of the motor 14 is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the air tanks 12a and 12b.
  • the air tanks 12a, 12b are provided with legs 15 for preventing and protecting them from direct contact with the ground.
  • Motor 14 is, for example, a DC brushless motor. 5A and 5B that supplies power to the motor 14 is controlled (for example, PWM control) by the main control unit 40 (including a control circuit such as a CPU), thereby controlling the number of revolutions of the motor 14. be done.
  • a user can perform operations such as power on/off (ON/OFF) of the air compressor 1, start/stop of the motor 14, operation mode switching, and the like, using the operation panel unit (switch panel) 19 .
  • the operation panel unit 19 displays the pressure of the air tanks 12a and 12b (also referred to as "tank internal pressure") and warnings such as overload.
  • the compression section 13 is composed of a first stage low pressure side compression section 17 and a second stage high pressure side compression section 18 .
  • the first-stage low-pressure side compression section 17 and the second-stage high-pressure side compression section 18 are arranged so as to face each other with the crankcase 16 interposed therebetween.
  • the first-stage low-pressure side compression section 17 compresses external air (atmospheric pressure) sucked through the inside of the crankcase 16 and compresses it to the second-stage high-pressure side compression section 18 via the first-stage discharge pipe. send in air.
  • the second-stage high-pressure side compression section 18 compresses the compressed air supplied from the first-stage low-pressure side compression section 17 to a maximum allowable pressure of, for example, 3.0 to 4.5 MPa, and passes through the second-stage discharge pipe. supplied to air tanks 12a and 12b which are in communication with each other.
  • the compressed air in the air tanks 12a, 12b is decompressed by decompression valves 24a, 24b and taken out via couplers 27a, 27b.
  • the pressure near the couplers 27a and 27b can be monitored by pressure gauges 26a and 26b.
  • An air tool such as a nailing machine is connected to each of the couplers 27a and 27b via a hose (not shown).
  • the pressure on the output side of the pressure reducing valves 24a, 24b (supply pressure to the air tool) can be adjusted by pressure adjusting members 23a, 23b.
  • the pressure on the side of the couplers 27a and 27b can be suppressed to a constant value below the maximum pressure by the pressure reducing valves 24a and 24b regardless of the magnitude of the pressure on the inlet side of the compressed air to the air tanks 12a and 12b. That is, the couplers 27a and 27b can obtain compressed air having a constant pressure regardless of the pressure in the air tanks 12a and 12b.
  • a drain discharge device is provided to discharge drain and compressed air accumulated in the air tanks 12a and 12b to the outside.
  • the air compressor 1 has a motor 14 for rotationally driving the compression section 13 to send compressed air to the air tanks 12a and 12b.
  • the air compressor 1 includes a main body circuit section 200 for driving the motor 14 using a commercial AC power supply 39, which is an external AC power supply, and an auxiliary circuit section for power assist using two battery packs 5A and 5B. 300;
  • the body circuit unit 200 is supplied with a commercial AC power supply 39 (AC 100 V: for example, the maximum rated current of an outlet is 15 A), which is an external AC power supply, to drive the motor 14. It comprises a rectifying section 31 , an AC side power booster circuit 32 as a second power supply section, an inverter section 33 , and a main control section 40 for controlling the inverter section 33 .
  • AC 100 V for example, the maximum rated current of an outlet is 15 A
  • a noise filter 34 is inserted between the commercial AC power supply 39 and the rectifying section 31 .
  • a smoothing capacitor 35 is connected to the rectification output side of the rectification section 31 .
  • the AC power from the AC power supply 39 is rectified by the rectifier 31 , and the DC power smoothed by the smoothing capacitor 35 is supplied to the AC side power booster circuit 32 .
  • a current detection resistor 36 is inserted in the connection line between the rectifying section 31 and the AC-side power booster circuit 32 .
  • the AC side load current detection unit 37 detects (monitors) the AC load current based on the voltage drop across the current detection resistor 36 and outputs an AC load current detection signal to the main control unit 40 .
  • the AC side power booster circuit 32 includes a booster circuit such as a DC-DC converter, and the DC power boosted here is supplied to the motor 14 via the inverter section 33 .
  • the rectifying section 31, the AC-side power booster circuit 32, and the smoothing capacitor 35 are examples of the AC-side power supply section.
  • the AC side power booster circuit 32 is a chopper type DC-DC converter having a choke coil 321, a switching element 322, a diode 323 and a capacitor 324 in the illustrated case. have A boosted voltage detector 38 is provided on the boosted output side of the AC side power booster circuit 32 .
  • the main control unit 40 receives a boosted voltage monitoring signal from the boosted voltage detector 38, a rotation detection signal from a rotation sensor 41 that detects rotation of the motor 14, and a pressure detection signal from a pressure sensor 42 that detects the tank internal pressure. is entered.
  • the main control unit 40 outputs a boosted voltage control signal to the AC side power booster circuit 32 (boosted voltage controller 325), and outputs an inverter control signal to the inverter unit 33.
  • the rotation of the motor 14 is controlled by, for example, PWM control.
  • the compressor 13 is rotationally driven by a motor 14, and the air discharged from the compressor 13 is sent to air tanks 12a and 12b.
  • the operation panel unit 19 includes a display panel 191 for displaying warnings such as tank internal pressure and overload, an operation button 192 for switching power ON/OFF, a charging button 193 for instructing charging of the battery packs 5A and 5B, and an operation panel. It has a mode switching button 194 for instructing mode switching and an assist button 195 for instructing power assist using the battery packs 5A and 5B, and a switch panel control section 190 is provided to control these.
  • the switch panel controller 190 is connected to the main controller 40 via a communication circuit 197 .
  • a circuit power supply unit 90 is provided to supply a stabilized DC voltage to the main control unit 40, the operation panel unit 19, the communication circuit 197, and the like.
  • the circuit power supply unit 90 uses the DC output of the rectifying unit 31 to supply the power supply voltage Vcc (A) to the main control unit 40 and the like, and the power supply voltage Vcc (C) to the switch panel control unit 190, the communication circuit 197 and the like. do.
  • a circuit power supply unit 90 includes a step-down transformer 91 having one primary winding and two secondary windings, a switching element 92 for switching the primary side of the transformer, and a circuit power supply driving circuit for outputting a driving signal to the switching element 92.
  • the DC output voltage of the rectifying/smoothing circuit 94 is supplied as Vcc(A) to the main control unit 40 and the like, and the DC output voltage of the rectifying/smoothing circuit 95 is supplied as Vcc(C) to the switch panel control unit 190, the communication circuit 197 and the like. be.
  • the auxiliary circuit unit 300 includes an assist power supply unit 50 as a first power supply unit for assisting the driving of the motor 14 with a battery power supply (DC power supply), and an assist power supply unit 50 as a battery power supply. It has a charging section 70 for charging the battery packs 5A and 5B, a sub-control section 80, a circuit power supply section 110, and a communication circuit 100.
  • the sub control unit 80 includes a control circuit such as a CPU, and controls the operations of the assist power supply unit 50 and the charging unit 70 in cooperation with the main control unit 40 .
  • the circuit power supply unit 110 supplies a stabilized DC voltage to the sub-control unit 80, the communication circuit 100, and the like.
  • the communication circuit 100 constitutes an electrically insulated communication line between the main controller 40 and the sub-controller 80 .
  • the auxiliary circuit section 300 is housed in the storage case section 20 inside the body cover 10 of FIG. 3, for example.
  • Battery pack 5A is connected to connection terminal 45A of one battery pack mounting portion 45, and battery pack 5B is connected to connection terminal 45B of the other battery pack mounting portion 45.
  • FIG. Battery voltage detectors 46A and 46B are provided to detect the battery pack voltages of the battery packs 5A and 5B connected to the connection terminals 45A and 45B, respectively. Battery voltage detection signals from the battery voltage detection units 46A and 46B are supplied to the sub-control unit 80, respectively.
  • the sub control unit 80 receives battery information acquisition signals from the battery packs 5A and 5B and acquires their battery information (battery temperature, etc.).
  • Battery packs 5A and 5B include controllers 44A and 44B, respectively, and can communicate with sub controller 80 .
  • Main controller 40 , sub controller 80 , and controllers 44 A and 44 B of battery packs 5 A and 5 B constitute controllers of air compressor 1 .
  • the control unit adjusts the boost amounts of the assist power supply unit 50 and the AC side power booster circuit 32 so that the electric power output from each of the assist power supply unit 50 and the AC side power booster circuit 32 is combined and supplied to the motor 14 . Perform assist control to control.
  • the assist power supply unit 50 includes a configuration of a boosting DC-DC converter as a boosting circuit.
  • the assist power supply unit 50 includes switching elements (for example, MOSFETs) 52 and 53 push-pull connected to the primary side of the step-up transformer 51 , an assist power supply drive circuit 54 for alternately switching the switching elements 52 and 53 , and a secondary circuit of the step-up transformer 51 . It has a rectifying section 55, a choke coil 63, a smoothing capacitor 56, and an assist current control section 57 connected to the side.
  • a smoothing choke coil 63 is provided on the output side of the rectifying section 55, and the choke coil 63 and the smoothing capacitor 56 constitute a choke input type smoothing circuit.
  • a current detection resistor 58 is inserted in the connection line between the rectifying section 55 and the inverter section 33 .
  • the assist current control unit 57 detects (monitors) the output current (also referred to as "assist output current") of the assist power supply unit 50 from the voltage drop across the current detection resistor 58, and controls the photocoupler 59 as a feedback circuit.
  • the assist current detection signal is fed back to the assist power supply drive circuit 54 via the power supply.
  • the photocoupler 59 is used to electrically connect the main circuit section 200 electrically connected to the AC power supply 39 and the auxiliary circuit section 300 electrically connected to the battery packs 5A and 5B. This is for insulation, and the reason for using a photocoupler in the following explanation is the same.
  • the step-up transformer 51 is an example of a step-up circuit.
  • a connection terminal 45A to which the battery pack 5A is connected, a battery voltage detection unit 46A, a charging unit 70, a connection terminal 45B to which the battery pack 5B is connected, a battery voltage detection unit 46B, a charging unit 70, and an assist power supply unit 50 are connected to the battery pack. It is an example of a battery-side power supply unit that can adjust the output voltage values of 5A and battery pack 5B.
  • DC power from one or both of the battery packs 5A and 5B is supplied to the primary side of the step-up transformer 51 of the assist power supply section 50 .
  • An assist voltage detection unit 60 for detecting the output voltage (also referred to as "assist output voltage") of the assist power supply unit 50 is provided on the output side of the rectification unit 55 of the assist power supply unit 50, and controls the assist output voltage.
  • An assist voltage control section 61 is provided for this purpose.
  • the DC output power of the assist power supply section 50 is supplied to the inverter section 33 via the series diode 82 (combined with the DC output power of the AC side power booster circuit 32).
  • the sub control unit 80 outputs an output current control signal to the assist current control unit 57 of the assist power supply unit 50 through the photocoupler 62, and outputs the output voltage control signal of the assist power supply 50 to the assist voltage control unit 61 through the photocoupler 64. Output a signal.
  • the output terminal of the assist power supply section 50 is connected in parallel with the output terminal of the AC side power booster circuit 32 via a series diode 82 . That is, the AC-side power booster circuit 32 and the assist power supply section 50 are electrically connected in parallel to the motor 14 .
  • the assist power supply unit 50 receives the output current control signal and the output voltage control signal from the sub control unit 80, controls the drive signal of the assist power supply drive circuit 54, and switches the switching elements 52 and 53 alternately. By changing the duty when switching to , voltage variable control can be performed to increase or decrease the DC voltage across the smoothing capacitor 56 on the output side.
  • the assist power supply section 50 can drive the motor 14 by PAM control that increases or decreases the voltage supplied to the inverter 33 section.
  • an assist power supply ON/OFF signal is supplied from the sub-control section 80 to the assist power supply drive circuit 54 of the assist power supply section 50 .
  • the assist power ON/OFF signal instructs "assist power ON”
  • the assist power drive circuit 54 is operated to enable switching, and when "assist power OFF" is instructed, the operation of the assist power drive circuit 54 is stopped. .
  • Charging section 70 is a circuit for charging battery packs 5A and 5B attached to battery pack attachment section 45 .
  • Charging unit 70 includes a step-down DC-DC converter configuration.
  • the charging unit 70 includes a rectifying unit 71 that receives the supply of the AC power supply 39 through the noise filter 35, a smoothing capacitor 72, a step-down transformer 73, a switching element 74 that switches the primary side of the transformer, and a charging unit that drives the switching element 74 on and off. It has a power supply drive circuit 75 , a diode 76 and a smoothing capacitor 77 as a rectifying and smoothing circuit for rectifying and smoothing the secondary output of the transformer 73 , a charging current control section 78 and a charging voltage control section 79 .
  • a current detection resistor 81 is inserted in the connection line between the rectifying/smoothing circuit on the secondary side of the transformer 73 and the battery packs 5A and 5B.
  • the charging current control unit 78 detects (monitors) the charging current from the voltage drop across the current detection resistor 81 .
  • a charging current detection signal from the charging current control section 78 and a charging voltage control signal from the charging voltage control section 79 are fed back to the charging power supply driving circuit 75 via a photocoupler 82 as a feedback circuit.
  • the circuit power supply unit 110 uses the DC output of the rectifying unit 71 of the charging unit 70 to supply the power supply voltage Vcc(B) to the sub-control unit 80 and the like, and to the photocoupler 85 that transmits the charging power supply on/off signal. power supply.
  • the circuit power supply unit 110 includes a step-down transformer 111 having one primary winding and two secondary windings, a switching element 112 for switching the primary side of the transformer, and a circuit power supply driving circuit for outputting a driving signal to the switching element 112. 113, and rectifying/smoothing circuits 114 and 115 provided for the two secondary windings, respectively.
  • the DC output voltage of the rectifying/smoothing circuit 114 is supplied as Vcc(B) to the sub-controller 80, the photocoupler 82, and the like.
  • a DC output voltage of the rectifying/smoothing circuit 115 is supplied to the photocoupler 85 .
  • the photocoupler 85 transmits the charging power supply ON/OFF signal of the sub-controller 80 to the charging power supply drive circuit 75 .
  • the charging power supply on/off signal instructs "charging power supply ON”
  • the charging power supply driving circuit 75 is operated to switch the switching element 74, and when "charging power supply OFF" is instructed, the charging power supply driving circuit 75 operates. to stop.
  • a relay 87A (first cutoff circuit) is provided to turn on/off the connection between the connection terminal 45A of one battery pack mounting portion 45 and the charging portion 70, and the other battery pack mounting portion 45 is connected.
  • a relay 87B (second cutoff circuit) is provided to turn on/off the connection between the terminal 45B and the charging section 70 .
  • a relay 87C is provided to turn on/off the connection between the connection terminal 45A and the assist power supply section 50, and a relay 87D is provided to turn on/off the connection between the connection terminal 45B and the assist power supply section 50.
  • the relays 87A to 87D are on/off controlled by relay on/off signals from the sub-controller 80, respectively.
  • the communication circuit 100 has two photocouplers 101 and 102 and constitutes an electrically insulated communication line between the main controller 40 and the sub-controller 80 .
  • Photocoupler 101 transmits an information signal from main controller 40 to sub-controller 80
  • photocoupler 102 transmits an information signal from sub-controller 80 to main controller 40 .
  • Battery packs 5A and 5B are provided with thermistors Th1 and Th2 as temperature detection units for detecting the temperature of internal secondary batteries, respectively. Further, the switching elements 52 and 53 of the assist power supply section 50 are also provided with a thermistor Th3 for temperature detection.
  • the temperature monitoring signals of the thermistors Th1 to Th3 are output to the sub-controller 80, and the sub-controller 80 stops the operation of the battery pack 5 and the assist power supply 50 whose temperature rise exceeds the allowable range.
  • a display panel 191 is a display section that displays various information from the main control section 40 .
  • the operation button 192 is a switch for instructing the operation start and operation stop of the air compressor 1 .
  • the charging button 193 is a switch for instructing charging permission and charging stop of the battery packs 5A and 5B.
  • the mode switching button 194 is a switching switch for switching operation modes of the air compressor 1, which will be described later.
  • the assist button 195 is a changeover switch between a mode in which power assist using a battery pack is used together and a mode in which power assist is not used.
  • the air compressor 1 is used while connected to a commercial AC power supply 39 (100 VAC). Since the body circuit unit 200 receives power from the commercial AC power supply 39, the main control unit 40 controls the input current from the commercial AC power supply 39 to be 15 A or less based on the value of the AC side load current detection unit 37. be done. This is because the maximum rated current of AC outlets is generally 15A.
  • the main control unit 40 reduces the target rotation speed of the motor 14 when the AC load current value is about to exceed 15A.
  • the target rotation speed also changes depending on the load of the inverter section 33 and the pressure in the air tanks 12a and 12b. Specifically, it is set high when the load is light, and set low when the pressure in the tank increases or when the amount of compressed air used is large.
  • the sub-controller 80 can limit the number of revolutions of the motor 14 within a certain range by limiting the current or power supplied from the battery pack 5 .
  • the AC-side power supply booster circuit 32 performs feedback control so that the boosted voltage reaches the target value. It controls the voltage to be low.
  • the series diode 323A can be omitted by controlling the assist output voltage (the output voltage of the assist power supply unit 50) to be as large as the forward voltage drop (1V to 2V) of the series diode 82.
  • the series diode 323A when inserting the series diode 323A, it is necessary to provide a voltage confluence section electrolytic capacitor 324A at the location where the boost voltage and the assist voltage are connected. This is to absorb the surge energy generated when the motor 14 is stopped, and a large product with a large capacity and a high withstand voltage is used.
  • the electrolytic capacitor 324 of the AC-side power supply booster circuit 32 can be used instead, so the voltage junction electrolytic capacitor can also be omitted. As a result, it is possible not only to reduce the area on the substrate and the cost of the electronic parts, but also to improve the reduction in efficiency due to diode loss and voltage drop.
  • backflow prevention diodes 47A and 47B indicated by dotted lines in FIG. 5C are required to prevent backflow current between the battery packs.
  • a predetermined potential difference value for example, 0.5 V
  • diodes 47A and 47B may be omitted. As a result, it is possible to solve the problem of the output reduction caused by the resistance of the diodes 47A and 47B and the heat generated by the diodes 47A and 47B.
  • the discharge current of the other battery pack 5 will become excessive at the same time as the power assist is stopped. need to be reduced. To actually stop, it is necessary to turn off the relay 87C or 87D while the current is being supplied. From the viewpoint of suppressing contact failure, it is preferable to stop the assist itself when the voltage of one battery pack becomes lower than the assist stop voltage V1. The reason for this is that if the assist is continued until the voltages of both battery packs fall below the assist stop voltage V1, the current consumption of the battery pack 5 that drops first increases, accelerating the voltage drop and heat generation. , the cycle of recharging and reassisting slows down.
  • the controller of the air compressor 1 changes the contents of the assist control according to the remaining capacity of the battery packs 5A, 5B. This point will be described in detail below.
  • Fig. 6(A) is a time chart showing an example of changes over time in the assist output voltage, assist output current (assist output power), and battery voltage in the variable current limit mode of the air compressor 1. .
  • the explanation is given assuming that the battery pack 5A alone is assisted, but the same control is performed when the battery pack 5B alone is assisted, and when both the battery packs 5A and 5B are assisted.
  • sub control unit 80 limits the power output from assist power supply unit 50 when the remaining capacity of battery pack 5A satisfies the power limit condition. More specifically, when the remaining capacity of battery pack 5A decreases, sub control unit 80 decreases the upper limit value of the assist output current. The remaining capacity of the battery pack 5A is detected by the output voltage (battery voltage) of the battery pack 5A. The sub control unit 80 allows the assist output current to exceed the limit current when the battery voltage is higher than the current limit voltage Va (33V).
  • the limited current is an arbitrary current between Ia (first assist current) and Ib (second assist current) shown in FIG. 6(A).
  • the sub control unit 80 prohibits the assist output current from exceeding the limit current thereafter.
  • the aforementioned power limit condition is that the remaining capacity of the battery pack 5A drops to the current limit voltage Va.
  • the sub control unit 80 starts assist control at time t0.
  • the target value of the assist output voltage is 370V.
  • the battery voltage is 39 V, and the sub control unit 80 sets the target value of the assist output current to Ia and the target value of the assist output power to Pa (first assist power).
  • the assist output voltage is maintained at 370 V, the assist output current at Ia, and the assist output power at Pa until time t1.
  • the battery voltage drops, so even if the assist power supply unit 50 is operated at its maximum capacity, the assist output voltage, the assist output current, and the assist output power drop from the target values as the battery voltage drops.
  • the sub-control unit 80 When the battery voltage drops to the current limit voltage Va at time t2, the sub-control unit 80 temporarily stops the assist control, sets the target value of the assist output current to Ib, and sets the target value of the assist output power to Pb (second assist power). lower to At time t2, the battery voltage recovers to 37V due to the stoppage of the assist output current. At subsequent time t3, the sub control unit 80 resumes the assist control with the target value of the assist output voltage set to 370 V, the target value of the assist output current set to Ib, and the target value of the assist output power set to Pb.
  • the sub-control unit 80 Since the amount of voltage drop is reduced by limiting the output current, the battery voltage at t3 has recovered to the current limit voltage Va or higher, but the sub-control unit 80 does not return the target value of the assist output current to Ia. . In other words, once the target value of the assist current is set to Ib, the sub-controller 80 ignores recovery of the battery voltage.
  • the assist output voltage is maintained at 370 V, the assist output current at Ib, and the assist output power at Pb.
  • the battery voltage drops, so that the assist output voltage, the assist output current, and the assist output power drop from the target values as the battery voltage drops even if the assist power supply unit 50 is operated at its maximum capacity.
  • the sub control unit 80 stops the assist control.
  • the first half of the assist control in which the target value of the assist output current is Ia and the target value of the assist output power is Pa, can be continued for about two minutes, for example.
  • the second half of the assist control in which the target value of the assist output current is Ib and the target value of the assist output power is Pb, can be continued for, for example, about 5 minutes.
  • FIG. 6B is a time chart showing an example of temporal changes in assist output voltage, assist output current (assist output power), and battery voltage in the operation of the comparative example.
  • the sub control unit 80 sets the target value of the assist output voltage to 370 V, the target value of the assist output current to Ia, and the target value of the assist output power to Pa.
  • the battery voltage reaches the assist stop voltage Vb ( 30 V) and until the assist control is stopped, the target values of the assist output current and the assist output power remain at Ia and Pa.
  • the assist output voltage drops, and at time t6, the assist output voltage drops to the assist limit.
  • the assist limit is a voltage at which the assist output current cannot be substantially supplied in relation to the output voltage of the AC-side power booster circuit 32 (also referred to as "AC-side output voltage").
  • AC-side output voltage also referred to as "AC-side output voltage”
  • the output voltage of the assist power supply unit 50 Since the output voltage of each of the AC-side power booster circuit 32 and the assist power supply unit 50 fluctuates due to fluctuations in the motor load and accompanying feedback control of the main control unit 40 and the sub-control unit 80, the output voltage of the assist power supply unit 50 alternately repeats a situation in which the output voltage of the AC-side power booster circuit 32 is exceeded and a situation in which the output voltage is less than the output voltage of the AC power supply booster circuit 32 . Only during the period in which the output voltage of the assist power supply unit 50 exceeds the output voltage of the AC side power booster circuit 32, a current is generated from the assist power supply unit 50 to the motor 14. The period during which the output voltage of the power supply booster circuit 32 is exceeded is shortened, and the assist output current flowing within a certain period is reduced.
  • the operation of the assist power supply unit 50 below the assist limit vicinity shortens the time when the assist output voltage exceeds the AC side output voltage (the time during which the assist output current can be supplied), and the assist output current is small or cannot be output, while the assist power supply Electric power is consumed in the step-up operation of the unit 50, which is inefficient.
  • the assistable time is limited to about 3 minutes until the assist output voltage drops to the assist limit.
  • the target values of the assist output current and the assist output power are adjusted in accordance with the drop in the battery voltage before the assist output voltage drops to near the assist limit. By lowering it, the assist output voltage can be ensured, and the assistable time can be extended, for example, to about 7 minutes.
  • the target values of the assist output current and the assist output power are not limited to two steps, and may be set to three steps or more depending on the decrease in battery voltage.
  • the user may select at least one of a high current mode and a low current mode, which will be described later, on the operation panel unit 19 as the drive mode. According to this, it is possible to appropriately respond to usages that differ from user to user, and to improve workability.
  • FIG. 7A is a time chart showing an example of temporal changes in the assist output voltage, assist output current (assist output power), and battery voltage in the high current mode of the air compressor 1 .
  • the assist output current is always allowed to exceed the limit current (from start to stop of the assist control) regardless of the remaining capacity of the battery pack 5A.
  • the sub control unit 80 fixes the target value of the assist output current to Ia and the target value of the assist output power to Pa.
  • the sub control unit 80 stops the assist control.
  • the assistable time is short, unlike the comparative example shown in FIG. 7B (the same comparative example as FIG. 6B), the operation is inefficient when the assist output voltage is near the assist limit. is suppressed, and the power of the battery pack 5A can be effectively used.
  • FIG. 8A is a time chart showing an example of temporal changes in the assist output voltage, assist output current (assist output power), and battery voltage in the low current mode of the air compressor 1 .
  • the assist output current is prohibited from becoming equal to or higher than the limit current at all times (from start to stop of assist control) regardless of the remaining capacity of the battery pack 5A.
  • the sub control unit 80 fixes the target value of the assist output current to Ib and the target value of the assist output power to Pb. Until time t8, the assist output voltage is maintained at 370 V, the assist output current at Ib, and the assist output power at Pb.
  • the battery voltage drops, so that the assist output voltage, the assist output current, and the assist output power drop from the target values as the battery voltage drops even if the assist power supply unit 50 is operated at its maximum capacity.
  • the sub control unit 80 stops the assist control. In the low current mode, as compared with the variable current limit mode, although there is no assistance with the high power in the first half, the time that can be assisted can be extended to, for example, about 10 minutes.
  • FIGS. 10 to 13 show four examples of changes over time in the pressure inside the tank of the air compressor 1 and the battery voltage.
  • the battery pack 5A alone is used for assisting. control. 12 and 13
  • battery 1 refers to one of the battery packs 5A and 5B
  • battery 2 refers to the other of the battery packs 5A and 5B.
  • the operation of the air compressor 1 is started at time t10.
  • the battery voltage is lower than the early assist start voltage V2.
  • the sub-control unit 80 sets the rising assist start pressure (the threshold value for starting the assist control) to P1 when the tank internal pressure is rising. Also set the assist start load.
  • the motor 14 is driven only by the output power of the AC-side power booster circuit 32, and assist control is not performed.
  • the slope of the increase in the tank internal pressure becomes gentler as the load increases due to the increase in the tank internal pressure.
  • the load related to the motor 14 changes from less than the rising assist start load to above the rising assist start load, and the sub control unit 80 performs assist control. (output from the assist power supply unit 50) is started.
  • the load associated with the motor 14 can be derived from the sum of the AC side load current and the assist output current and the pressure in the tank. With the start of the assist control, the slope of the increase in the tank internal pressure increases.
  • the sub control unit 80 stops the assist control.
  • the slope of the rise in the tank internal pressure becomes smaller. Since the assist output current is stopped at time t12, the battery voltage recovers.
  • the motor 14 is driven only by the output power of the AC-side power booster circuit 32, and the pressure in the tank rises.
  • the air tool connected to the air compressor 1 starts consuming air, and the pressure in the tank begins to drop.
  • the load related to the motor 14 becomes less than the assist start load for descent from above the assist start load for descent, and the sub control unit 80 starts assist control.
  • the slope of the drop in the tank internal pressure becomes smaller.
  • the sub control unit 80 stops the assist control. Stopping the assist control increases the slope of the drop in the tank internal pressure. At time t16, when the tank internal pressure drops to the work stop pressure (work-disabled pressure) P6, the supply of compressed air from the air compressor 1 to the air tool is stopped.
  • the operation of the air compressor 1 is started at time t20.
  • the battery voltage is lower than early assist start voltage V2. Therefore, the sub-control unit 80 sets the rising assist start pressure to P2 (P2>P1) when the tank internal pressure is rising, and sets the rising assist start load accordingly.
  • the motor 14 is driven only by the output power of the AC-side power booster circuit 32, and assist control is not performed.
  • the slope of the increase in the tank internal pressure becomes gentle as the load increases due to the increase in the tank internal pressure.
  • the load related to the motor 14 changes from less than the rising assist start load to above the rising assist start load, and the sub control unit 80 performs assist control. to start.
  • the slope of the increase in the tank internal pressure increases.
  • the sub control unit 80 stops the assist control.
  • the slope of the rise in the tank internal pressure becomes smaller. Since the assist output current is stopped at time t22, the battery voltage recovers.
  • the motor 14 is driven only by the output power of the AC-side power booster circuit 32, and the tank internal pressure rises.
  • the air tool connected to the air compressor 1 starts consuming air, and the pressure in the tank begins to drop.
  • the sub control unit 80 starts assist control.
  • the assist start pressure P4 during descent and the assist start load during descent are common regardless of the battery voltage, and are the same as in FIG.
  • the slope of the drop in the tank internal pressure becomes smaller.
  • the sub control unit 80 stops the assist control. Stopping the assist control increases the slope of the drop in the tank internal pressure.
  • the tank internal pressure drops to the work stop pressure (work-disabled pressure) P6, the supply of compressed air from the air compressor 1 to the air tool is stopped.
  • the work stop pressure P6 may be higher than the lowering assist stop pressure P5.
  • the operation from time t30 to t36 is the same as the operation from time t20 to t26 in FIG.
  • the sub-control unit 80 assists only the battery pack (battery 2 in FIG. 12) with the larger remaining capacity (higher output voltage).
  • the battery pack (battery 1 in FIG. 12) with smaller remaining capacity (lower output voltage) may be assisted alone.
  • the voltages of battery packs 5A and 5B are equal to each other and both are higher than early assist start voltage V2.
  • the tank internal pressure has reached the target value, and the operation of the air compressor 1 is stopped.
  • the air tool connected to the air compressor 1 starts consuming air, and the pressure in the tank begins to drop.
  • the motor 14 starts to be driven only by the output power of the AC-side power booster circuit 32, but since the amount of air consumption is greater, the pressure in the tank drops.
  • the sub control unit 80 starts assist control for one of the battery packs 5A and 5B (battery 1 in FIG. 13) alone.
  • the slope of the drop in the tank internal pressure becomes smaller.
  • the output voltage of the battery pack used for assisting drops to the battery switching determination voltage V3, and the sub-control unit 80 uses it for assisting because the tank internal pressure at that time is equal to or lower than the battery switching determination pressure P7. Switch the battery pack.
  • the sub control unit 80 stops the assist control. Stopping the assist control increases the slope of the drop in the tank internal pressure.
  • the tank internal pressure drops to the work stop pressure P6 at time t45, the supply of compressed air from the air compressor 1 to the air tool is stopped.
  • FIG. 14A is a flow chart of assist control when the pressure in the tank of the air compressor 1 is increased.
  • the sub-controller 80 waits until the tank internal pressure exceeds P1 (No in S21). When the tank internal pressure exceeds P1 (Yes in S21), the sub-controller 80 proceeds to check the battery voltage (S22). If the battery voltage is lower than the early assist start voltage V2 (Yes in S22), the sub control unit 80 starts assist control (S24). If the battery voltage is equal to or higher than the early assist start voltage V2 (No in S22), the sub control unit 80 waits until the tank internal pressure rises to P2 (No in S23). When the sub-control unit 80 tank internal pressure exceeds P2 (Yes in S23), the assist control is started (S24).
  • sub-control section 80 limits the power output from assist power supply section 50 when the remaining capacity of battery pack 5A satisfies the power limitation condition.
  • the sub control unit 80 decreases the assist starting load during rising.
  • the sub control unit 80 sets the assist start pressure at the time of increase to start the assist control more than when the battery voltage is higher than the early assist start voltage V2. is decreased (set small), and the assist starting load at the time of climbing is decreased (set small).
  • the sub control unit 80 prohibits the output from the assist power supply unit 50 when the rising assist start pressure is less than P2.
  • the duty will decrease and the peak current will rise, and the power efficiency will decrease due to the heat generation of the switching elements 52 and 53.
  • the delay in the feedback of the assist output current by the photocoupler 59 there is a timing at which a large current must be output while the duty is small, and the peak current increases at that time (for example, exceeding 100A).
  • the rising assist start pressure is set to P2 (>P1), so that the assist is performed in a region where the duty becomes large, resulting in a decrease in efficiency. can be suppressed.
  • the increase rate of the tank internal pressure is determined by setting the assist start pressure at the time of increase to P1 regardless of the battery voltage, or the power efficiency is determined by the control shown in FIG. 14(A). may be switchable by the user on the operation panel unit 19 .
  • the assist start pressures are not limited to P1 and P2 at the time of increase, and P1 and P2 may be selected according to the battery voltage.
  • the output voltage of the battery pack with the lower output voltage may be used for determining the battery voltage in S22. Then, if the output voltage of the battery pack with the lower output voltage is lower than the early assist start voltage V2, the sub control unit 80 may start assist control for that battery pack alone.
  • FIG. 14B is a flow chart of assist control when the pressure in the tank of the air compressor 1 is lowered.
  • the sub control unit 80 waits until the output voltage (battery voltage 1) of one of the battery packs used for the assist control becomes less than V3 and the battery voltage becomes less than the battery switching judgment voltage V3 (No in S31).
  • the sub control unit 80 proceeds to confirm the tank internal pressure (S32). If the tank internal pressure is less than the battery switching determination pressure P7, the sub control unit 80 switches the battery pack used for the assist control to perform the assist control (S34).
  • the sub control unit 80 continues the assist control until the voltage of the battery pack currently used for the assist control drops to the assist stop voltage V1. (S33), after that, the battery pack used for the assist control is switched to perform the assist control (S34).
  • the control of FIG. 14(B) it is possible to prevent the battery pack used for the assist control from being switched to a battery pack with a large remaining capacity in the light load region while the tank internal pressure is decreasing.
  • the control (branching at S32) of FIG. Assist control may be continued until the voltage of the battery pack in which the vehicle is present drops to the assist stop voltage V1.
  • the battery switching determination pressure P7 may be calculated from the slope of the tank internal pressure drop and determined dynamically.
  • the third control example is based on the premise that one of the battery packs 5A and 5B to be used for assist control is selected and the power is supplied to the assist power supply unit 50.
  • FIG. When the remaining capacity of the selected battery pack decreases to a switching remaining capacity that is greater than the assist stop remaining capacity for stopping the assist control, the sub control unit 80 switches the battery pack to supply power to the assist power supply unit 50 . Since the remaining capacity of the battery pack is approximately proportional to the assist output power, the sub-controller 80 indirectly detects the remaining capacity of the battery pack by detecting the output value of the assist output power.
  • FIG. 16 is a time chart showing an example of temporal changes in the assist output power and the battery voltage regarding the third control example of the air compressor 1 .
  • sub-control unit 80 selects battery 1, which is one of battery packs 5A and 5B, and starts assist control.
  • the sub control unit 80 detects that the assist output power has decreased to P LOW (that the remaining capacity of the battery 1 has decreased to the switching remaining capacity) at time t51, the sub control unit 80 temporarily stops the assist control, and at time t52 the battery pack The battery 2, which is the other of 5A and 5B, is selected and the assist control is restarted.
  • the sub control unit 80 When the sub control unit 80 detects that the assist output power has decreased to P LOW (that the remaining capacity of the battery 2 has decreased to the switching remaining capacity) at the time t53, the sub control unit 80 temporarily stops the assist control, and at the time t54, the battery 1 Select to resume assist control.
  • sub-control unit 80 When the voltage of battery 1 drops to the assist stop voltage V LOW at time t55 (when the remaining capacity of battery 1 drops to the assist stop remaining capacity), sub-control unit 80 temporarily stops assist control, and at time t56 battery 2 Select to resume assist control. When the voltage of battery 2 drops to assist stop voltage V LOW at time t57 (when the remaining capacity of battery 2 drops to the assist stop remaining capacity), sub control unit 80 stops the assist control.
  • FIG. 17 is a flowchart of assist control for the air compressor 1 in the third control example.
  • the sub control unit 80 operates the motor 14 (S41), sets the battery 1 as the battery pack to be used for assist control (S42), and starts assist control (S43).
  • the sub control unit 80 continues assist control by the battery 1 until the assist output power becomes less than P LOW (No in S44).
  • the sub control unit 80 stops the assist control (S45), sets the battery 2 as the battery pack used for the assist control (S46), and starts the assist control.
  • the sub control unit 80 continues assist control by the battery 2 until the assist output power becomes less than P LOW (No in S48).
  • the sub control unit 80 stops the assist control (S49), sets the battery 1 as the battery pack used for the assist control (S50), and starts the assist control.
  • the sub control unit 80 continues assist control by the battery 1 until the voltage of the battery 1 becomes less than the assist stop voltage V LOW (No in S52).
  • the sub control unit 80 stops the assist control (S53) and sets the battery 2 as the battery pack to be used for the assist control (S54).
  • assist control is started (S55).
  • the sub control unit 80 continues assist control by the battery 2 until the voltage of the battery 2 becomes less than the assist stop voltage V LOW (No in S56).
  • the sub control unit 80 starts assist control (S57).
  • the third control example in a configuration in which a plurality of battery packs are switched to be used for assist control, when a decrease in assist output power is detected, battery pack selection is switched, thereby giving priority to a section in which the maximum assist power can be output. It can be used and improves convenience.
  • the reason why the final assist stop is determined by the voltage is that the reason for the stop of the assist is to avoid overdischarge.
  • first to third control examples have been described as independent controls, the above-described effects can also be achieved with a configuration in which only one of the respective control examples is performed. Also, a plurality of operation modes corresponding to each of the first to third control examples may be provided so that the user can select any operation mode using the operation panel section 19 . Of course, all the control contents of the first to third control examples described as independent control may be carried out at the discretion of the control section.
  • the number of battery packs that can be attached to air compressor 1 is not limited to two as exemplified in the embodiment, and is arbitrary.
  • the assist output voltage, battery voltage, time, etc. which are exemplified as specific numerical values in the embodiments, do not limit the scope of the invention and can be arbitrarily changed according to the required specifications.

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Abstract

作業性を向上させた作業機を提供する。モータ１４と、電池パック５Ａ、５Ｂと接続され、電池パック５Ａ、５Ｂの少なくとも一方から出力される直流の出力電圧を昇圧してモータ１４に出力するアシスト電源部５０と、モータ１４に対してアシスト電源部５０と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源３９に接続され、交流電源３９の出力電圧を昇圧してモータ１４に出力するＡＣ側電源昇圧回路３２と、アシスト電源部５０及びＡＣ側電源昇圧回路３２の各々から出力される電力が合成されてモータ１４へ供給されるように、アシスト電源部５０及びＡＣ側電源昇圧回路３２の昇圧量を制御するアシスト制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、電池パック５Ａ、５Ｂの残容量に応じてアシスト制御の内容を変更する。

Description

作業機
本発明は、空気圧縮機等の作業機に関する。
下記特許文献１に記載の作業機は、商用電源等の外部の交流電源から供給される電力で動作する。ブレーカーの容量の制約により、交流電源からの入力電力値には上限がある。
特開2018-155100号公報
特許文献１の構成では、モータの駆動電力が上昇して交流電源からの入力電力が上限に近づくと、それ以上は駆動電力を上昇させることができず、作業性の観点で改善の余地があった。このため、電池の電力を交流電源の電力に合成させるアシスト制御を行うことが想定されるが、電池の残容量によって最適なアシスト制御が異なるため、適切なアシスト制御の切替が必要であった。
上記課題を鑑み本発明は、作業性を向上させた作業機を提供することを目的とする。
本発明のある態様は、作業機である。この作業機は、モータと、電池部と接続され、前記電池部の電力を前記モータに出力する第１電源部と、前記モータに対して前記第１電源部と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源に接続され、前記交流電源の電力を前記モータに出力する第２電源部と、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部及び前記第２電源部を制御するアシスト制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、前記電池部の残容量に応じて前記アシスト制御の内容を変更する。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、作業性を向上させた作業機を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１の全体構成を示す斜視図。 同正面図。 図２のＡ－Ａ平断面図。 空気圧縮機１の本体カバー１０に設けられた電池パック用装着部４５を示す斜視図。 空気圧縮機１の全体回路ブロック図。 全体回路ブロック図のうち、空気圧縮機１が本来的に有する本体回路部２００を拡大して示す回路ブロック図。 全体回路ブロック図のうち、２個の電池パック５Ａ、５Ｂを用いた電力アシストを行う補助回路部３００であって、アシスト電源部５０を含む部分を拡大して示す回路ブロック図。 補助回路部３００のうち充電部７０を含む部分を拡大して示す回路ブロック図。 (Ａ)は、空気圧縮機１の第１制御例に関し、電流制限可変モードにおけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャート。(Ｂ)は、比較例の動作におけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャート。 (Ａ)は、空気圧縮機１の第１制御例に関し、高電流モードにおけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャート。(Ｂ)は、図６(Ｂ)と同じ比較例の動作のタイムチャート。 (Ａ)は、空気圧縮機１の第１制御例に関し、低電流モードにおけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャート。(Ｂ)は、図６(Ｂ)と同じ比較例の動作のタイムチャート。 (Ａ)は、空気圧縮機１の電流制限可変モードの制御フローチャート。(Ｂ)は、空気圧縮機１の高電流モード及び低電流モードの制御フローチャート。 空気圧縮機１の第２制御例に関し、タンク内圧力、電池電圧の時間変化の第１例を示すタイムチャート。 空気圧縮機１の第２制御例に関し、タンク内圧力、電池電圧の時間変化の第２例を示すタイムチャート。 空気圧縮機１の第２制御例に関し、タンク内圧力、電池電圧の時間変化の第３例を示すタイムチャート。 空気圧縮機１の第２制御例に関し、タンク内圧力、電池電圧の時間変化の第４例を示すタイムチャート。 (Ａ)は、空気圧縮機１の第２制御例に関し、タンク内圧力上昇時のアシスト制御のフローチャート。(Ｂ)は、空気圧縮機１の第２制御例に関し、タンク内圧力下降時のアシスト制御のフローチャート。 軽負荷時、中負荷時、高負荷時の各々におけるアシスト出力電流の波形の一例を示すグラフ。 空気圧縮機１の第３制御例に関し、アシスト出力電力と電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャート。 第３制御例における空気圧縮機１のアシスト制御のフローチャート。
以下において、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
本実施の形態は、空気圧縮機１に関する。空気圧縮機１は、作業機（電気機器）の一例である。空気圧縮機１は、商用交流電源（ＡＣ電源１００Ｖ）で動作するもので、商用電源のコンセントに接続するための電源コード２及びプラグ（図示省略）を有する。空気圧縮機１は、電池電源を用いたアシスト動作が可能であり、図４に示すように、本体カバー（ハウジング）１０の外面に複数（図示の場合は２個）の電池パック用装着部４５を備える。
電池パック用装着部４５には、それぞれ電池部としての電池パック５が着脱自在に装着可能である。図４では１個の電池パック用装着部４５に電池パック５が装着された様子を示すが、各電池パック用装着部４５に電池パック５を装着し、合計２個の電池パック５をアシストに利用できる。図５Ａ、図５Ｃ、図５Ｄでは、２個の電池パック５を電池パック５Ａ、５Ｂとして互いに区別している。電池パック５Ａ、５Ｂの定格電圧は、特に限定されないが、ここでは３６Ｖとする。電池パック５は、収容ケースと、収容ケース内に設けられた二次電池（二次電池セル）と、を有する。電池パック用装着部４５は電池パック５の端子に接続する接続端子を有する。
空気圧縮機１は、本体カバー１０と、本体カバー１０の両側に設けられた運搬用ハンドル１１と、圧縮空気を貯蔵する一対の平行配置の空気タンク１２ａ,１２ｂと、外部より吸入した空気（気体）を圧縮してタンク部としての空気タンク１２ａ,１２ｂに供給する圧縮部１３（図３）と、圧縮部１３に連結され圧縮部１３を駆動するモータ１４（同）と、を備える。モータ１４は負荷部の一例である。
圧縮部１３とモータ１４は、モータ１４の軸方向が空気タンク１２ａ、１２ｂの長手方向と略直交するように、一対の空気タンク１２ａ、１２ｂの上方に配置される。空気タンク１２ａ、１２ｂには、地面との直接接触を防止して保護するための脚部１５が設けられる。モータ１４は、例えば直流ブラシレスモータである。モータ１４に電力を供給する図５Ａ、図５Ｂのインバータ部３３を、主制御部４０（ＣＰＵ等の制御回路を含む）によって制御（例えばＰＷＭ制御）することで、モータ１４の回転数等が制御される。
使用者は、操作パネル部（スイッチパネル）１９により、空気圧縮機１の電源オン・オフ（ＯＮ・ＯＦＦ）、モータ１４の起動・停止、運転モード切替等の操作が可能である。操作パネル部１９には、空気タンク１２ａ、１２ｂの圧力（「タンク内圧力」とも表記）や過負荷等の警告が表示される。
圧縮部１３は、一段目の低圧側圧縮部１７と、二段目の高圧側圧縮部１８と、により構成される。一段目の低圧側圧縮部１７と二段目の高圧側圧縮部１８は、クランクケース１６を介して相互に対向するように配置される。一段目の低圧側圧縮部１７は、クランクケース１６内部を経由して吸い込まれた外部空気（大気圧）を圧縮し、一段目吐出管を経由して二段目の高圧側圧縮部１８へ圧縮空気を送り込む。二段目の高圧側圧縮部１８は、一段目の低圧側圧縮部１７から供給される圧縮空気を例えば３.０～４.５ＭＰａの許容最高圧力まで圧縮して二段目吐出管を経由して相互に連通された空気タンク１２ａ、１２ｂに供給する。
空気タンク１２ａ、１２ｂ内の圧縮空気は、減圧弁２４ａ、２４ｂによって減圧され、カプラ２７ａ、２７ｂを経由して外部に取り出される。カプラ２７ａ、２７ｂの近傍の圧力は圧力計２６ａ、２６ｂでモニタできるようになっている。カプラ２７ａ、２７ｂの各々には不図示のホースを介して釘打機等の空気工具が接続される。
減圧弁２４ａ、２４ｂの出力側の圧力（空気工具への供給圧力）は、圧力調整用部材２３ａ,２３ｂによって調整できる。減圧弁２４ａ、２４ｂにより、空気タンク１２ａ、１２ｂへの圧縮空気の入口側の圧力の大きさにかかわらず、カプラ２７ａ、２７ｂ側の圧力を最高圧力以下の一定値に抑えることができる。すなわち、カプラ２７ａ、２７ｂには、空気タンク１２ａ、１２ｂ内の圧力にかかわらず一定の圧力を持つ圧縮空気が得られる。なお、空気タンク１２ａ、１２ｂ内部に溜まったドレン及び圧縮空気を外部へ排出するためにドレン排出装置が設けられる。
図５Ａに示すように、空気圧縮機１は、圧縮部１３を回転駆動して空気タンク１２ａ、１２ｂに圧縮空気を送り込むためのモータ１４を有する。空気圧縮機１は、外部の交流電源である商用交流電源３９を用いてモータ１４を駆動するための本体回路部２００と、２個の電池パック５Ａ、５Ｂを用いた電力アシスト用の補助回路部３００と、を備える。
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本体回路部２００は、外部の交流電源である商用交流電源３９（ＡＣ１００Ｖ：例えばコンセントの最大定格電流１５Ａ）の供給を受けてモータ１４を駆動するために、整流部３１、第２電源部としてのＡＣ側電源昇圧回路３２、インバータ部３３、及びインバータ部３３を制御するための主制御部４０を具備する。
商用交流電源３９と整流部３１との間にはノイズフィルタ３４が挿入される。整流部３１の整流出力側に平滑コンデンサ３５が接続される。交流電源３９からの交流電力は整流部３１で整流され、平滑コンデンサ３５で平滑された直流電力がＡＣ側電源昇圧回路３２に供給される。整流部３１とＡＣ側電源昇圧回路３２との間の接続線路には電流検出用抵抗３６が挿入される。ＡＣ側負荷電流検出部３７は、電流検出用抵抗３６の両端の電圧降下を基にＡＣ負荷電流を検出し（モニタし）、ＡＣ負荷電流検出信号を主制御部４０に出力する。
ＡＣ側電源昇圧回路３２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ等の昇圧回路を含み、ここで昇圧された直流電力がインバータ部３３を介してモータ１４に供給される。整流部３１、ＡＣ側電源昇圧回路３２、及び平滑コンデンサ３５は、交流側電源部の一例である。
ＡＣ側電源昇圧回路３２は、図示の場合、チョークコイル３２１、スイッチング素子３２２、ダイオード３２３及びコンデンサ３２４を有するチョッパ型ＤＣ－ＤＣコンバータであり、スイッチング素子３２２のスイッチング動作を制御する昇圧電圧制御部３２５を有する。ＡＣ側電源昇圧回路３２の昇圧出力側に昇圧電圧検出部３８が設けられる。
主制御部４０には、昇圧電圧検出部３８の昇圧電圧監視信号、モータ１４の回転を検出する回転センサ４１の回転検出信号、及び、タンク内圧力を検出する圧力センサ４２の圧力検出信号がそれぞれ入力される。主制御部４０は、昇圧電圧制御信号をＡＣ側電源昇圧回路３２（昇圧電圧制御部３２５）に出力するとともに、インバータ制御信号をインバータ部３３に出力し、ＡＣ側電源昇圧回路３２で昇圧された直流電力をインバータ部３３を介してモータ１４に供給することで、例えばＰＷＭ制御等でモータ１４の回転制御を行う。圧縮部１３はモータ１４で回転駆動され、圧縮部１３から吐出された空気が空気タンク１２ａ、１２ｂに送られる
操作パネル部１９は、タンク内圧力や過負荷等の警告等を表示する表示パネル１９１、電源オン・オフの切替を行う運転ボタン１９２、電池パック５Ａ、５Ｂの充電を指示する充電ボタン１９３、運転モード切替を指示するモード切替ボタン１９４、及び電池パック５Ａ、５Ｂを用いた電力アシストを指示するアシストボタン１９５を有し、これらを制御するためにスイッチパネル制御部１９０が設けられる。スイッチパネル制御部１９０は通信回路１９７を介して主制御部４０に接続される。
主制御部４０や操作パネル部１９、通信回路１９７等に安定化された直流電圧を供給するために、回路電源部９０が設けられる。回路電源部９０は、整流部３１の直流出力を利用して主制御部４０等に電源電圧Ｖcc(Ａ)を、スイッチパネル制御部１９０や通信回路１９７等に電源電圧Ｖcc(Ｃ)をそれぞれ供給する。回路電源部９０は、１個の一次巻線と２個の二次巻線とを有する降圧トランス９１、トランス一次側をスイッチングするスイッチング素子９２、スイッチング素子９２に駆動信号を出力する回路電源駆動回路９３、及び、２個の二次巻線にそれぞれ設けられた整流平滑回路９４、９５を有する。整流平滑回路９４の直流出力電圧はＶcc(Ａ)として主制御部４０等に供給され、整流平滑回路９５の直流出力電圧はＶcc(Ｃ)としてスイッチパネル制御部１９０や通信回路１９７等に供給される。
図５Ａ、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、補助回路部３００は、電池電源（直流電源）でモータ１４の駆動アシストを行うための第１電源部としてのアシスト電源部５０、電池電源としての電池パック５Ａ、５Ｂを充電するための充電部７０、副制御部８０、回路電源部１１０、及び通信回路１００を有する。副制御部８０はＣＰＵ等の制御回路を含む構成であり、主制御部４０と連携してアシスト電源部５０と充電部７０の動作を制御する。回路電源部１１０は、副制御部８０や通信回路１００等に安定化された直流電圧を供給する。通信回路１００は主制御部４０と副制御部８０間の電気的に絶縁された通信回線を構成する。補助回路部３００は、例えば図３の本体カバー１０内の収納ケース部２０内に収納される。
一方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ａには電池パック５Ａが接続され、他方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ｂには電池パック５Ｂが接続される。接続端子４５Ａ、４５Ｂにそれぞれ接続された電池パック５Ａ、５Ｂの電池パック電圧を検出するために、電池電圧検出部４６Ａ、４６Ｂがそれぞれ設けられる。各電池電圧検出部４６Ａ、４６Ｂからの電池電圧検出信号はそれぞれ副制御部８０に供給される。副制御部８０は、電池パック５Ａ、５Ｂから電池情報取得信号を受けて、それらの電池情報（電池温度等）をそれぞれ取得する。電池パック５Ａ、５Ｂは、それぞれ制御部４４Ａ、４４Ｂを含み、副制御部８０と通信できる。主制御部４０、副制御部８０、並びに電池パック５Ａ、５Ｂの制御部４４Ａ、４４Ｂは、空気圧縮機１の制御部を構成する。制御部は、アシスト電源部５０及びＡＣ側電源昇圧回路３２の各々から出力される電力が合成されてモータ１４へ供給されるように、アシスト電源部５０及びＡＣ側電源昇圧回路３２の昇圧量を制御するアシスト制御を行う。
アシスト電源部５０は、昇圧回路としての昇圧用ＤＣ－ＤＣコンバータの構成を含む。アシスト電源部５０は、昇圧トランス５１の一次側にプッシュプル接続されたスイッチング素子（例えばMOSFET）５２、５３、スイッチング素子５２、５３を交互にスイッチングするアシスト電源駆動回路５４、昇圧トランス５１の二次側に接続された整流部５５、チョークコイル６３、平滑コンデンサ５６、及びアシスト電流制御部５７を有する。整流部５５の出力側に平滑用のチョークコイル６３を設けて、チョークコイル６３と平滑コンデンサ５６とでチョーク入力型平滑回路を構成することで、スイッチング素子５２、５３のＰＷＭ制御のデューティ（以下「デューティ」）が小さい場合であってもアシスト電源部５０の出力電圧の脈動を減じることができる。これにより、高いアシスト出力電圧に設定する場合に、チョークコイル６３を介して平滑コンデンサ５６に電圧が加わるため平滑コンデンサ５６の耐圧の点で有利である（チョークコイル無しのときより耐圧を低くできる）。
整流部５５とインバータ部３３との間の接続線路に電流検出用抵抗５８が挿入される。アシスト電流制御部５７は、電流検出用抵抗５８の両端の電圧降下からアシスト電源部５０の出力電流（「アシスト出力電流」とも表記）を検出し（モニタし）、フィードバック回路としてのフォトカプラ５９を介しアシスト電流検出信号をアシスト電源駆動回路５４にフィードバックする。ここで、フォトカプラ５９を用いるのは、交流電源３９に電気的に接続される本体回路部２００と、電池パック５Ａ、５Ｂに電気的に接続される補助回路部３００とを相互に電気的に絶縁するためであり、以後の説明でフォトカプラを用いるのも同様の理由である。昇圧トランス５１は昇圧回路の一例である。電池パック５Ａが接続された接続端子４５Ａ、電池電圧検出部４６Ａ、充電部７０、電池パック５Ｂが接続された接続端子４５Ｂ、電池電圧検出部４６Ｂ、充電部７０及びアシスト電源部５０は、電池パック５Ａ及び電池パック５Ｂの出力電圧値を調整可能な電池側電源部の一例である。
電池パック５Ａ、５Ｂの一方又は両方の直流電力は、アシスト電源部５０の昇圧トランス５１の一次側に供給される。アシスト電源部５０の整流部５５の出力側に、アシスト電源部５０の出力電圧（「アシスト出力電圧」とも表記）を検出するためのアシスト電圧検出部６０が設けられ、また、アシスト出力電圧を制御するためにアシスト電圧制御部６１が設けられる。アシスト電源部５０の直流出力電力はシリーズダイオード８２を介してインバータ部３３に供給される（ＡＣ側電源昇圧回路３２の直流出力電力と合成される）。
副制御部８０は、フォトカプラ６２を介してアシスト電源部５０のアシスト電流制御部５７に出力電流制御信号を出力し、フォトカプラ６４を介してアシスト電圧制御部６１にアシスト電源５０の出力電圧制御信号を出力する。
ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力端子に対してアシスト電源部５０の出力端子はシリーズダイオード８２を介して並列接続される。つまり、モータ１４に対してＡＣ側電源昇圧回路３２及びアシスト電源部５０が電気的に並列に接続される。
具体的に言えば、アシスト電源部５０においては、副制御部８０からの出力電流制御信号及び出力電圧制御信号を受けてアシスト電源駆動回路５４の駆動信号を制御し、スイッチング素子５２、５３を交互にスイッチングするときのデューティを変化させることで、出力側の平滑コンデンサ５６両端の直流電圧を増減する電圧可変制御を行うことができる。換言すれば、アシスト電源部５０はインバータ３３部への供給電圧を増減するＰＡＭ制御でモータ１４を駆動可能である。また、アシスト電源部５０のアシスト電源駆動回路５４には副制御部８０からアシスト電源オン・オフ信号が供給される。アシスト電源オン・オフ信号が「アシスト電源オン」を指示したときはアシスト電源駆動回路５４を作動させてスイッチング可能とし、「アシスト電源オフ」を指示したときはアシスト電源駆動回路５４の動作を停止する。
充電部７０は、電池パック用装着部４５に装着された電池パック５Ａ、５Ｂを充電するための回路である。充電部７０は、降圧用ＤＣ－ＤＣコンバータの構成を含む。充電部７０は、交流電源３９の供給をノイズフィルタ３５を介して受ける整流部７１、平滑コンデンサ７２、降圧トランス７３、トランス一次側をスイッチングするスイッチング素子７４、スイッチング素子７４をオン・オフ駆動する充電電源駆動回路７５、トランス７３の二次側出力を整流、平滑する整流平滑回路としてのダイオード７６及び平滑コンデンサ７７、充電電流制御部７８、及び充電電圧制御部７９を有する。トランス７３の二次側の整流平滑回路と電池パック５Ａ、５Ｂ間の接続線路には電流検出用抵抗８１が挿入される。充電電流制御部７８は、電流検出用抵抗８１の両端の電圧降下から充電電流を検出する（モニタする）。充電電流制御部７８からの充電電流検出信号及び充電電圧制御部７９からの充電電圧制御信号は、フィードバック回路としてのフォトカプラ８２を介し充電電源駆動回路７５にフィードバックされる。
回路電源部１１０は、充電部７０の整流部７１の直流出力を利用して副制御部８０等に電源電圧Ｖcc(Ｂ)を供給するとともに、充電電源オン・オフ信号を伝達するフォトカプラ８５への電源供給を行う。回路電源部１１０は、１個の一次巻線と２個の二次巻線とを有する降圧トランス１１１、トランス一次側をスイッチングするスイッチング素子１１２、スイッチング素子１１２に駆動信号を出力する回路電源駆動回路１１３、及び２個の二次巻線にそれぞれ設けられた整流平滑回路１１４、１１５を有する。整流平滑回路１１４の直流出力電圧はＶcc(Ｂ)として副制御部８０、フォトカプラ８２等に供給される。整流平滑回路１１５の直流出力電圧は、フォトカプラ８５に供給される。フォトカプラ８５は、副制御部８０の充電電源オン・オフ信号を充電電源駆動回路７５に伝達する。充電電源オン・オフ信号が「充電電源オン」を指示したときは充電電源駆動回路７５を作動させてスイッチング素子７４をスイッチングし、「充電電源オフ」を指示したときは充電電源駆動回路７５の動作を停止する。
一方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ａと充電部７０との接続をオン・オフするためにリレー８７Ａ（第１の遮断回路）が設けられるとともに、他方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ｂと充電部７０との接続をオン・オフするためにリレー８７Ｂ（第２の遮断回路）が設けられる。また、接続端子４５Ａとアシスト電源部５０との接続をオン・オフするためにリレー８７Ｃが設けられるとともに、接続端子４５Ｂとアシスト電源部５０との接続をオン・オフするためにリレー８７Ｄが設けられる。リレー８７Ａ～８７Ｄはそれぞれ副制御部８０からのリレーオン・オフ信号によってオン・オフ制御される。
通信回路１００は２つのフォトカプラ１０１、１０２を有し、主制御部４０と副制御部８０との間の電気的に絶縁された通信回線を構成する。フォトカプラ１０１は主制御部４０からの情報信号を副制御部８０へ伝達し、フォトカプラ１０２は副制御部８０からの情報信号を主制御部４０へ伝達する。
電池パック５Ａ、５Ｂには、内部の二次電池の温度を検出する温度検出部としてのサーミスタＴｈ１、Ｔｈ２がそれぞれ設けられる。また、アシスト電源部５０のスイッチング素子５２、５３にも、温度検出のためのサーミスタＴｈ３が設けられる。サーミスタＴｈ１～Ｔｈ３の温度監視信号は副制御部８０に出力され、温度上昇が許容範囲を超えた電池パック５やアシスト電源部５０は副制御部８０によって動作停止となる。
図５Ｂの操作パネル部１９において、表示パネル１９１は、主制御部４０からの各種情報を表示する表示部である。運転ボタン１９２は、空気圧縮機１の運転開始、運転停止を指示するスイッチである。充電ボタン１９３は、電池パック５Ａ、５Ｂの充電許可、充電停止を指示するスイッチである。モード切替ボタン１９４は、空気圧縮機１の後述する運転モードの切替を行う切替スイッチである。アシストボタン１９５は、電池パックを用いる電力アシストを併用するモードと電力アシストを使用しないモードとの切替スイッチである。
図５Ａから図５Ｄの回路構成において、空気圧縮機１は商用交流電源３９（ＡＣ１００Ｖ）に接続された状態において使用される。本体回路部２００は、商用交流電源３９より電力供給を受けるため、ＡＣ側負荷電流検出部３７の値に基づき、商用交流電源３９からの入力電流が１５Ａ以下となるように主制御部４０により制御される。これは、一般的にＡＣコンセントの最大定格電流が１５Ａとなっているからである。
通常動作時は、ＡＣ負荷電流値が１５Ａを超えそうになると主制御部４０はモータ１４の目標回転数を下げる。目標回転数はインバータ部３３の負荷や空気タンク１２ａ、１２ｂ内の圧力によっても変わってくる。具体的には、軽負荷の場合には高く、タンク内圧力が高まってきた場合や圧縮空気の使用量が多い場合には低く設定する。
アシスト電源部５０を作動させる電力アシスト時は、目標回転数に達するとＡＣ電流値が下がってくるため、主制御部４０はＡＣ負荷電流値１５Ａを維持するように目標回転数を上げていくことで、足りない電力を電池パック５Ａ、５Ｂの一方又は両方から供給することが出来る。この時、副制御部８０は電池パック５からの供給電流あるいは供給電力による制限を加えることでモータ１４の回転数を一定範囲内に収めることができる。
ここで、以下の点に注意する。ＡＣ側電源昇圧回路３２は、昇圧電圧が目標値となるようにフィードバック制御しているが、シリーズダイオード３２３Ａを挿入しない場合において、特にアシスト電源部５０からのアシスト電圧が高すぎる場合には、昇圧電圧を低くするように制御してしまう。昇圧電圧が低下すると商用交流電源３９からの電流供給が低下するため、電池パック５からの電流供給が過大になり、結果的に電力アシスト時間の減少につながってしまう。この場合、アシスト出力電圧（アシスト電源部５０の出力電圧）をシリーズダイオード８２の順方向電圧降下程度（１Ｖ～２Ｖ）大きくなるように制御すれば、シリーズダイオード３２３Ａを省略できる。
一方で、シリーズダイオード３２３Ａを挿入する場合には、昇圧電圧とアシスト電圧を接続する箇所に電圧合流部電解コンデンサ３２４Ａを設ける必要がある。これは、モータ１４を停止した場合に発生するサージエネルギーを吸収するためであり、大容量且つ高耐圧の大型品を使用する。しかし、上記のようにシリーズダイオード３２３Ａを省略した場合には、ＡＣ側電源昇圧回路３２の電解コンデンサ３２４により代用することができるため、電圧合流部電解コンデンサも省略することができる。これにより、基板上の面積や電子部品コスト削減はもちろん、ダイオードの損失や電圧降下による効率低下を改善することができる。
一般に、複数の電池パックを並列接続して用いる場合、電池パック同士の逆流電流を防止するために図５Ｃ中点線表記の逆流防止用ダイオード４７Ａ、４７Ｂが必要となる。しかし、電池パック５Ａ、５Ｂの電位差が所定電位差値（例えば０.５Ｖとする）以内になるように電池パックを交互に充電していくことで、実用上、電池パック同士の逆流電流を充電電流程度に抑えることが出来る。このため、ダイオード４７Ａ、４７Ｂは削除してもよい。これにより、ダイオード４７Ａ、４７Ｂの抵抗分に起因する出力低下やダイオード４７Ａ、４７Ｂによる発熱の問題を解消できる。
電池パック５Ａ、５Ｂを並列接続した電力アシスト中に電池パック５Ａ、５Ｂの電位差が所定電位差値（０.５Ｖ）を超えて開いた場合でも、片方の電池パック電圧がアシスト停止電圧Ｖ１を下回るまではアシストを継続する。
電力アシスト期間中に片方の電池パック５だけアシストを停止しようとすると、停止と同時にもう一方の電池パック５の放電電流が過大になってしまうため、モータ１４の目標回転数を下げるなど、電流値を減らしておく必要がある。実際停止するには通電中にリレー８７Ｃ又は８７Ｄをオフする必要がある。接点故障を抑制する観点では、一方の電池パック電圧がアシスト停止電圧Ｖ１を下回った時点でアシストそのものを停止するとよい。この理由は、両方の電池パック電圧がアシスト停止電圧Ｖ１を下回るまでアシストを継続しようとすると、先に低下した方の電池パック５の消費電流が大きくなり、電圧低下と発熱が加速してしまうため、再充電と再アシストのサイクルが遅くなってしまうからである。
空気圧縮機１の制御部は、電池パック５Ａ、５Ｂの残容量に応じてアシスト制御の内容を変更する。以下、この点について詳述する。
（第１制御例）　図６(Ａ)は、空気圧縮機１の電流制限可変モードにおけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャートである。ここでは、電池パック５Ａ単独でのアシストを行うものとして説明するが、電池パック５Ｂ単独でのアシストを行う場合、及び電池パック５Ａ、５Ｂ双方でのアシストを行う場合も、同様の制御となる。
電流制限可変モードでは、副制御部８０は、電池パック５Ａの残容量が電力制限条件を満たすと、アシスト電源部５０から出力される電力を制限する。より具体的には、副制御部８０は、電池パック５Ａの残容量が低下すると、アシスト出力電流の上限値を低下させる。電池パック５Ａの残容量は、電池パック５Ａの出力電圧（電池電圧）によって検出する。副制御部８０は、電池電圧が電流制限電圧Ｖａ（３３Ｖ）よりも大きいときには、アシスト出力電流が制限電流以上になることを許容する。制限電流は、図６(Ａ)に示すＩａ（第１アシスト電流）とＩｂ（第２アシスト電流）との間の任意の電流である。副制御部８０は、満充電の状態から徐々に電池電圧が低下し、電流制限電圧Ｖａよりも小さくなると、それ以降はアシスト出力電流が前記制限電流以上になることを禁止する。つまり、前述の電力制限条件とは、電池パック５Ａの残容量が電流制限電圧Ｖａまで低下することである。
図６(Ａ)において、副制御部８０は、時刻ｔ０にアシスト制御を開始する。アシスト制御では、アシスト出力電圧の目標値を３７０Ｖとする。時刻ｔ０において電池電圧は３９Ｖであり、副制御部８０は、アシスト出力電流の目標値をＩａ、アシスト出力電力の目標値をＰａ（第１アシスト電力）とする。時刻ｔ１までは、アシスト出力電圧が３７０Ｖ、アシスト出力電流がＩａ、アシスト出力電力がＰａに維持される。時刻ｔ１以降は、電池電圧の低下のため、アシスト電源部５０を最大能力で動作させても、アシスト出力電圧、アシスト出力電流、及びアシスト出力電力が、電池電圧の低下と共に目標値から低下する。
時刻ｔ２において電池電圧が電流制限電圧Ｖａまで低下すると、副制御部８０は、一旦アシスト制御を停止し、アシスト出力電流の目標値をＩｂ、アシスト出力電力の目標値をＰｂ（第２アシスト電力）に低下させる。時刻ｔ２において、アシスト出力電流の停止により電池電圧は３７Ｖまで回復する。その後の時刻ｔ３において、副制御部８０は、アシスト出力電圧の目標値を３７０Ｖ、アシスト出力電流の目標値をＩｂ、アシスト出力電力の目標値をＰｂとして、アシスト制御を再開する。尚、出力電流の制限により電圧降下量が減るため、ｔ３における電池電圧は電流制限電圧Ｖａ以上まで回復しているが、副制御部８０は、アシスト出力電流の目標値をＩａに戻すことは無い。つまり、アシスト電流の目標値を一度Ｉｂに設定した後は、副制御部８０は電池電圧の回復を無視する。
アシスト制御の再開後、時刻ｔ４までは、アシスト出力電圧が３７０Ｖ、アシスト出力電流がＩｂ、アシスト出力電力がＰｂに維持される。時刻ｔ４以降は、電池電圧の低下のため、アシスト電源部５０を最大能力で動作させても、アシスト出力電圧、アシスト出力電流、及びアシスト出力電力が、電池電圧の低下と共に目標値から低下する。時刻ｔ５において電池電圧がアシスト停止電圧Ｖｂ（３０Ｖ）まで低下すると、副制御部８０は、アシスト制御を停止する。
アシスト出力電流の目標値をＩａ、アシスト出力電力の目標値をＰａとした前半のアシスト制御は例えば約２分継続できる。アシスト出力電流の目標値をＩｂ、アシスト出力電力の目標値をＰｂとした後半のアシスト制御は例えば約５分継続できる。
図６(Ｂ)は、比較例の動作におけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャートである。本比較例では、副制御部８０は、アシスト出力電圧の目標値を３７０Ｖ、アシスト出力電流の目標値をＩａ、アシスト出力電力の目標値をＰａとし、時刻ｔ７において電池電圧がアシスト停止電圧Ｖｂ（３０Ｖ）まで低下してアシスト制御を停止するまでの間、アシスト出力電流及びアシスト出力電力の目標値をＩａ、Ｐａのまま変更しない。
本比較例では、時刻ｔ１以降、アシスト出力電圧が低下し、時刻ｔ６においてアシスト出力電圧がアシスト限界まで低下する。アシスト限界は、ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電圧（「ＡＣ側出力電圧」とも表記）との関係で、アシスト出力電流を実質的に供給できなくなる電圧である。ここでＡＣ側電源昇圧回路３２から出力される電力とアシスト電源部５０から出力される電力の合成方法について補足する。ＡＣ側電源昇圧回路３２とアシスト電源部５０の各々の出力電圧は、モータ負荷の変動や、それに伴う主制御部４０及び副制御部８０のフィードバック制御により変動するため、アシスト電源部５０の出力電圧がＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電圧を上回る状況と下回る状況が交互に繰り返される。このうちアシスト電源部５０の出力電圧がＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電圧を上回る期間のみ、アシスト電源部５０からモータ１４へ電流が生じるため、アシスト電源部５０の出力電圧が低下するほどＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電圧を上回る期間が短くなり、一定期間内に流れるアシスト出力電流が小さくなる。アシスト限界付近以下でのアシスト電源部５０の動作は、アシスト出力電圧がＡＣ側出力電圧を超える時間（アシスト出力電流を供給できる時間）が短くなり、アシスト出力電流が小さい又は出せない一方でアシスト電源部５０での昇圧動作で電力を消費することになり、効率が悪い。本比較例では、アシスト可能時間は、アシスト出力電圧がアシスト限界に低下するまでの３分程度に限定される。
これに対し図６(Ａ)の電流制限可変モードによれば、アシスト出力電圧がアシスト限界付近まで低下するよりも前に、電池電圧の低下に応じてアシスト出力電流及びアシスト出力電力の目標値を低下させることでアシスト出力電圧を確保し、アシスト可能時間を例えば７分程度まで延長できる。アシスト出力電流及びアシスト出力電力の目標値は、二段階に限定されず、電池電圧の低下に応じて三段階以上してもよい。
空気圧縮機１において、駆動モードとして、電流制限可変モードに加えて、後述の高電流モードと低電流モードとの少なくとも一方をユーザが操作パネル部１９で選択可能としてもよい。これによれば、ユーザごとに異なる使い方に好適に対応でき、作業性を向上させられる。
図７(Ａ)は、空気圧縮機１の高電流モードにおけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャートである。高電流モードでは、電池パック５Ａの残容量によらず常に（アシスト制御の開始から停止まで）、アシスト出力電流が制限電流以上になることを許容する。副制御部８０は、アシスト出力電流の目標値をＩａ、アシスト出力電力の目標値をＰａに固定する。副制御部８０は、時刻ｔ２において電池電圧が電流制限電圧Ｖａまで低下すると、アシスト制御を停止する。高電流モードでは、アシスト可能時間は短いものの、図７(Ｂ)に示す比較例（図６(Ｂ)と同じ比較例）と異なり、アシスト出力電圧がアシスト限界付近の状態での効率の悪い動作が抑制され、電池パック５Ａの電力を有効利用できる。
図８(Ａ)は、空気圧縮機１の低電流モードにおけるアシスト出力電圧、アシスト出力電流（アシスト出力電力）、及び電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャートである。低電流モードでは、電池パック５Ａの残容量によらず常に（アシスト制御の開始から停止まで）、アシスト出力電流が制限電流以上になることを禁止する。副制御部８０は、アシスト出力電流の目標値をＩｂ、アシスト出力電力の目標値をＰｂに固定する。時刻ｔ８までは、アシスト出力電圧が３７０Ｖ、アシスト出力電流がＩｂ、アシスト出力電力がＰｂに維持される。時刻ｔ８以降は、電池電圧の低下のため、アシスト電源部５０を最大能力で動作させても、アシスト出力電圧、アシスト出力電流、及びアシスト出力電力が、電池電圧の低下と共に目標値から低下する。時刻ｔ９において電池電圧がアシスト停止電圧Ｖｂ（３０Ｖ）まで低下すると、副制御部８０は、アシスト制御を停止する。低電流モードでは、電流制限可変モードと比較して、前半のハイパワーでのアシストは無いものの、その分アシスト可能時間を例えば１０分程度まで長く確保できる。
（第２制御例）　図１０～図１３は、空気圧縮機１のタンク内圧力、電池電圧の時間変化の４つの例を示す。図１０及び図１１では、電池パック５Ａ単独でのアシストを行うものとして説明するが、電池パック５Ｂ単独でのアシストを行う場合、及び電池パック５Ａ、５Ｂ双方でのアシストを行う場合も、同様の制御となる。図１２及び図１３において、「電池１」は、電池パック５Ａ、５Ｂの一方を指し、「電池２」は、電池パック５Ａ、５Ｂの他方を指す。
図１０において、時刻ｔ１０において空気圧縮機１の動作が開始される。時刻ｔ１０において、電池電圧は早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも小さい。このため、副制御部８０は、タンク内圧力が上昇している場合における上昇時アシスト開始圧力（アシスト制御を開始する閾値となるタンク内圧力）をＰ１に設定し、これに対応して上昇時アシスト開始負荷も設定する。
時刻ｔ１０から時刻ｔ１１間では、ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電力のみでモータ１４が駆動され、アシスト制御は行われない。時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の間、タンク内圧力の上昇による負荷上昇に伴い、タンク内圧力の上昇の傾きは緩やかになっていく。
タンク内圧力が上昇し、時刻ｔ１１においてタンク内圧力がＰ１に達すると、モータ１４に係る負荷が上昇時アシスト開始負荷未満から前記上昇時アシスト開始負荷以上に変化し、副制御部８０はアシスト制御（アシスト電源部５０からの出力）を開始する。モータ１４に係る負荷は、ＡＣ側負荷電流とアシスト出力電流の合計やタンク内圧力から導出できる。アシスト制御の開始により、タンク内圧力の上昇の傾きが大きくなる。
時刻ｔ１２においてタンク内圧力が上昇時アシスト停止圧力Ｐ３に達すると、モータ１４にかかる負荷が上昇時アシスト停止負荷以上になり、副制御部８０は、アシスト制御を停止する。アシスト制御の停止により、タンク内圧力の上昇の傾きが小さくなる。時刻ｔ１２においてアシスト出力電流が停止されるため、電池電圧が回復する。
時刻ｔ１２からｔ１３までは、ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電力のみでモータ１４が駆動され、タンク内圧力が上昇する。時刻ｔ１３において、空気圧縮機１の接続した空気工具による空気の消費が開始され、タンク内圧力が低下し始める。
タンク内圧力が低下し、時刻ｔ１４においてタンク内圧力が下降時アシスト開始圧力Ｐ４まで低下すると、モータ１４に係る負荷が下降時アシスト開始負荷以上から前記下降時アシスト開始負荷未満になり、副制御部８０はアシスト制御を開始する。アシスト制御の開始により、タンク内圧力の下降の傾きが小さくなる。
時刻ｔ１５において電池電圧がアシスト停止電圧Ｖ１まで低下すると、副制御部８０はアシスト制御を停止する。アシスト制御の停止により、タンク内圧力の下降の傾きが大きくなる。時刻ｔ１６においてタンク内圧力が作業停止圧力（作業不可となる圧力）Ｐ６まで低下すると、空気圧縮機１から空気工具への圧縮空気の供給が停止される。
図１１において、時刻ｔ２０において空気圧縮機１の動作が開始される。時刻ｔ２０において、電池電圧は早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも小さい。このため、副制御部８０は、タンク内圧力が上昇している場合における上昇時アシスト開始圧力をＰ２（Ｐ２＞Ｐ１）に設定し、これに対応して上昇時アシスト開始負荷も設定する。
時刻ｔ２０から時刻ｔ２１間では、ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電力のみでモータ１４が駆動され、アシスト制御は行われない。時刻ｔ２０から時刻ｔ２１の間、タンク内圧力の上昇による負荷上昇に伴い、タンク内圧力の上昇の傾きは緩やかになっていく。
タンク内圧力が上昇し、時刻ｔ２１においてタンク内圧力がＰ２に達すると、モータ１４に係る負荷が上昇時アシスト開始負荷未満から前記上昇時アシスト開始負荷以上に変化し、副制御部８０はアシスト制御を開始する。アシスト制御の開始により、タンク内圧力の上昇の傾きが大きくなる。
時刻ｔ２２においてタンク内圧力が上昇時アシスト停止圧力Ｐ３に達すると、モータ１４にかかる負荷が上昇時アシスト停止負荷以上になり、副制御部８０は、アシスト制御を停止する。アシスト制御の停止により、タンク内圧力の上昇の傾きが小さくなる。時刻ｔ２２においてアシスト出力電流が停止されるため、電池電圧が回復する。
時刻ｔ２２からｔ２３までは、ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電力のみでモータ１４が駆動され、タンク内圧力が上昇する。時刻ｔ２３において、空気圧縮機１の接続した空気工具による空気の消費が開始され、タンク内圧力が低下し始める。
タンク内圧力が低下し、時刻ｔ２４においてタンク内圧力が下降時アシスト開始圧力Ｐ４まで低下すると、モータ１４に係る負荷が下降時アシスト開始負荷以上から前記下降時アシスト開始負荷未満になり、副制御部８０はアシスト制御を開始する。下降時アシスト開始圧力Ｐ４及び下降時アシスト開始負荷は、電池電圧によらず共通であり、図１０と同じである。アシスト制御の開始により、タンク内圧力の下降の傾きが小さくなる。
時刻ｔ２５においてタンク内圧力が下降時アシスト停止圧力Ｐ５まで低下すると、副制御部８０はアシスト制御を停止する。アシスト制御の停止により、タンク内圧力の下降の傾きが大きくなる。時刻ｔ２６においてタンク内圧力が作業停止圧力（作業不可となる圧力）Ｐ６まで低下すると、空気圧縮機１から空気工具への圧縮空気の供給が停止される。なお、作業停止圧力Ｐ６は、下降時アシスト停止圧力Ｐ５より大きくてもよい。
図１２において、時刻ｔ３０～ｔ３６までの動作は、図１１の時刻ｔ２０～ｔ２６までの動作と同様である。ただし、時刻ｔ３４におけるアシスト制御の開始にあたり、副制御部８０は、残容量の大きい（出力電圧が大きい）方の電池パック（図１２では電池２）単独でのアシストを行う。このようにタンク内圧力の下降時は、電池電圧が高い電池パックから使用すれば、軽負荷領域までタンク内圧力が低下するまでに間に、電池電圧が低下するため、電池電圧の高い状態で軽負荷領域でアシスト制御が行われることを抑制できる。。変形例として、残容量の小さい（出力電圧の小さい）方の電池パック（図１２では電池１）単独でのアシストを行ってもよい。
図１３において、時刻ｔ４０の時点で、電池パック５Ａ、５Ｂの電圧は、互いに等しく、共に早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも大きい。タンク内圧力は、目標値に達しており、空気圧縮機１の動作は停止している。時刻ｔ４１において、空気圧縮機１の接続した空気工具による空気の消費が開始され、タンク内圧力が低下し始める。これに応じて、ＡＣ側電源昇圧回路３２の出力電力のみによるモータ１４の駆動が開始されるが、空気消費量の方が多いため、タンク内圧力は低下する。
タンク内圧力が低下し、時刻ｔ４２においてタンク内圧力が下降時アシスト開始圧力Ｐ４まで低下すると、モータ１４に係る負荷が下降時アシスト開始負荷以上から前記下降時アシスト開始負荷未満になり、副制御部８０は、電池パック５Ａ、５Ｂの一方（図１３では電池１）の単独でのアシスト制御を開始する。アシスト制御の開始により、タンク内圧力の下降の傾きが小さくなる。
時刻ｔ４３においてアシストに使用している電池パックの出力電圧が電池切替判断電圧Ｖ３まで低下し、副制御部８０は、そのときのタンク内圧力が電池切替判断圧力Ｐ７以下のため、アシストに使用する電池パックを切り替える。
時刻ｔ４４においてタンク内圧力が下降時アシスト停止圧力Ｐ５まで低下すると、副制御部８０はアシスト制御を停止する。アシスト制御の停止により、タンク内圧力の下降の傾きが大きくなる。時刻ｔ４５においてタンク内圧力が作業停止圧力Ｐ６まで低下すると、空気圧縮機１から空気工具への圧縮空気の供給が停止される。
図１４(Ａ)は、空気圧縮機１のタンク内圧力上昇時のアシスト制御のフローチャートである。副制御部８０は、タンク内圧力がＰ１を超えるまでは待機する（Ｓ２１のＮｏ）。副制御部８０は、タンク内圧力がＰ１を超えると（Ｓ２１のＹｅｓ）、電池電圧の確認（Ｓ２２）に進む。副制御部８０は、電池電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも小さい場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、アシスト制御を開始する（Ｓ２４）。副制御部８０は、電池電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２以上の場合（Ｓ２２のＮｏ）、タンク内圧力がＰ２に上昇するまで待機する（Ｓ２３のＮｏ）。副制御部８０タンク内圧力がＰ２を超えると（Ｓ２３のＹｅｓ）、アシスト制御を開始する（Ｓ２４）。
このように、副制御部８０は、電池パック５Ａの残容量が電力制限条件を満たすと、アシスト電源部５０から出力される電力を制限する。言い換えると、副制御部８０は、電池電圧（電池残容量）が低下すると、上昇時アシスト開始負荷を低下させる。具体的には、副制御部８０は、電池電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも小さいときに、電池電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも大きいときよりも、アシスト制御を開始させる上昇時アシスト開始圧力を低下させ（小さく設定し）、上昇時アシスト開始負荷を低下させる（小さく設定する）。つまり、副制御部８０は、電池パック５Ａの残容量が早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも大きいときには、上昇時アシスト開始圧力がＰ２未満の状態におけるアシスト電源部５０からの出力を禁止する。これは、電池電圧が高い場合、タンク内圧力が低い軽負荷の状態でアシスト制御を開始してしまうと、デューティが小さくなりピーク電流が上昇し、スイッチング素子５２、５３の発熱等により電力効率が下がるためである（図１５参照）。具体的には、例えば、フォトカプラ５９によるアシスト出力電流のフィードバックの遅延により、デューティが小さい中で大電流を出力しなければならないタイミングがあり、そのときにピーク電流が高くなり（例えば１００Ａを超えることもあり）、電力損失が増える。第２制御例では、電池電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２以上の場合に上昇時アシスト開始圧力をＰ２（＞Ｐ１）とすることで、デューティが大きくなる領域でのアシストを行うようにし、効率の低下を抑制できる。ただし、タンク内圧力の上昇に要する時間は延びるので、電池電圧によらず上昇時アシスト開始圧力をＰ１としてタンク内圧力の上昇速度を取るか、図１４(Ａ)の制御により電力効率を取るかを、ユーザが操作パネル部１９で切替え可能としてもよい。上昇時アシスト開始圧力Ｐ１、Ｐ２の二通りに限定されず、電池電圧に応じてＰ１、Ｐ２の間を選択してもよい。
図１４(Ａ)において、電池パック５Ａ、５Ｂが共に装着され、出力電圧が互いに異なる場合、Ｓ２２における電池電圧の判断には、出力電圧の低い方の電池パックの出力電圧を用いてもよい。そして副制御部８０は、出力電圧の低い方の電池パックの出力電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２よりも小さければ、当該電池パック単独でのアシスト制御を開始してもよい。
図１４(Ｂ)は、空気圧縮機１のタンク内圧力下降時のアシスト制御のフローチャートである。副制御部８０は、アシスト制御に利用している一方の電池パックの出力電圧（電池電圧１）がＶ３未満電池電圧が電池切替判断電圧Ｖ３未満になるまで待機する（Ｓ３１のＮｏ）。副制御部８０は、電池電圧が電池切替判断電圧Ｖ３未満になると（Ｓ３１のＹｅｓ）、タンク内圧力の確認（Ｓ３２）に進む。副制御部８０は、タンク内圧力が電池切替判断圧力Ｐ７未満の場合、アシスト制御に用いる電池パックを切り替えてアシスト制御を行う（Ｓ３４）。副制御部８０は、タンク内圧力が電池切替判断圧力Ｐ７以上の場合（Ｓ３２のＮｏ）、現在アシスト制御に利用している電池パックの電圧がアシスト停止電圧Ｖ１に低下するまでアシスト制御を継続し（Ｓ３３）、その後アシスト制御に用いる電池パックを切り替えてアシスト制御を行う（Ｓ３４）。
図１４(Ｂ)の制御によれば、タンク内圧力が低下している過程において、軽負荷領域でアシスト制御に用いる電池パックが残容量の大きい電池パックに切り替わることを抑制できる。この点、アシスト制御に利用していない電池パックの出力電圧が早期アシスト開始電圧Ｖ２より小さいときは、図１４(Ｂ)の制御（Ｓ３２での分岐）は行わず、現在アシスト制御に利用している電池パックの電圧がアシスト停止電圧Ｖ１に低下するまでアシスト制御を継続すればよい。また、電池切替判断圧力Ｐ７は、タンク内圧力低下の傾きから演算し、動的に決定してもよい。
（第３制御例）　第３制御例は、電池パック５Ａ、５Ｂの中からアシスト制御に利用する電池パックを１つ選択してアシスト電源部５０に電力を供給させることを前提とする。副制御部８０は、選択した電池パックの残容量が、アシスト制御を停止するアシスト停止残容量より大きい切替残容量まで低下すると、アシスト電源部５０に電力を供給させる電池パックを切り替える。電池パックの残容量はアシスト出力電力と略比例するため、副制御部８０は、アシスト出力電力の出力値を検出することで、電池パックの残容量を間接的に検出する。
図１６は、空気圧縮機１の第３制御例に関し、アシスト出力電力と電池電圧の時間変化の一例を示すタイムチャートである。副制御部８０は、時刻ｔ５０において、電池パック５Ａ、５Ｂの一方である電池１を選択してアシスト制御を開始する。副制御部８０は、時刻ｔ５１においてアシスト出力電力がＰLOWに低下したこと（電池１の残容量が切替残容量まで低下したこと）を検出すると、アシスト制御を一旦停止し、時刻ｔ５２において電池パック５Ａ、５Ｂの他方である電池２を選択してアシスト制御を再開する。副制御部８０は、時刻ｔ５３においてアシスト出力電力がＰLOWに低下したこと（電池２の残容量が切替残容量まで低下したこと）を検出すると、アシスト制御を一旦停止し、時刻ｔ５４において電池１を選択してアシスト制御を再開する。
副制御部８０は、時刻ｔ５５において電池１の電圧がアシスト停止電圧ＶLOWに低下すると（電池１の残容量がアシスト停止残容量に低下すると）、アシスト制御を一旦停止し、時刻ｔ５６において電池２を選択してアシスト制御を再開する。副制御部８０は、時刻ｔ５７において電池２の電圧がアシスト停止電圧ＶLOWに低下すると（電池２の残容量がアシスト停止残容量に低下すると）、アシスト制御を停止する。
図１７は、第３制御例における空気圧縮機１のアシスト制御のフローチャートである。副制御部８０は、モータ１４を運転し（Ｓ４１）、電池１をアシスト制御に使用する電池パックに設定し（Ｓ４２）、アシスト制御を開始する（Ｓ４３）。副制御部８０は、アシスト出力電力がＰLOW未満になるまで電池１によるアシスト制御を継続する（Ｓ４４のＮｏ）。副制御部８０は、アシスト出力電力がＰLOW未満になると（Ｓ４４のＹｅｓ）、アシスト制御を停止し（Ｓ４５）、電池２をアシスト制御に使用する電池パックに設定し（Ｓ４６）、アシスト制御を開始する（Ｓ４７）。副制御部８０は、アシスト出力電力がＰLOW未満になるまで電池２によるアシスト制御を継続する（Ｓ４８のＮｏ）。副制御部８０は、アシスト出力電力がＰLOW未満になると（Ｓ４８のＹｅｓ）、アシスト制御を停止し（Ｓ４９）、電池１をアシスト制御に使用する電池パックに設定し（Ｓ５０）、アシスト制御を開始する（Ｓ５１）。
副制御部８０は、電池１の電圧がアシスト停止電圧ＶLOW未満になるまで電池１によるアシスト制御を継続する（Ｓ５２のＮｏ）。副制御部８０は、電池１の電圧がアシスト停止電圧ＶLOW未満になると（Ｓ５２のＹｅｓ）、アシスト制御を停止し（Ｓ５３）、電池２をアシスト制御に使用する電池パックに設定し（Ｓ５４）、アシスト制御を開始する（Ｓ５５）。副制御部８０は、電池２の電圧がアシスト停止電圧ＶLOW未満になるまで電池２によるアシスト制御を継続する（Ｓ５６のＮｏ）。副制御部８０は、電池２の電圧がアシスト停止電圧ＶLOW未満になると（Ｓ５６のＹｅｓ）、アシスト制御を開始する（Ｓ５７）。
第３制御例によれば、複数の電池パックを切り替えてアシスト制御に利用する構成において、アシスト出力電力の低下を検出すると電池パックの選択を切り替えることで、アシスト電力が最大限出力できる区間を優先使用でき、利便性を向上させられる。なお、最終的なアシスト停止を電圧で判断しているのは、アシスト停止の理由が過放電回避であるためである。
本実施の形態によれば、上記のように電池パック５Ａ、５Ｂの残容量に応じてアシスト制御の内容を変更することで、適切なアシスト制御の切替が可能となり、作業性を向上させられる。
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
第１～３制御例は、それぞれ独立した制御として説明したが、それぞれの制御例の何れか１つのみの制御を実施する構成としても、前述の効果を奏することができる。また、第１～３制御例の各々に対応する複数の動作モードを設け、ユーザが操作パネル部１９を用いて任意の動作モードを選択できる構成としてもよい。もちろん、独立した制御として説明した第１～３制御例の制御内容を、制御部の判断ですべて実施してもよい。空気圧縮機１に装着可能な電池パックの個数は、実施の形態で例示した２個に限定されず、任意である。実施の形態で具体的な数値として例示したアシスト出力電圧や電池電圧、時間等は、発明の範囲を何ら限定するものではなく、要求される仕様に合わせて任意に変更できる。
１…空気圧縮機、５，５Ａ，５Ｂ…電池パック、１０…本体カバー、１２ａ，１２ｂ…空気タンク、１３…圧縮部、１４…モータ、１９…操作パネル部、２０…収納ケース部、３１…整流部、３２…ＡＣ側電源昇圧回路、３３…インバータ部、３７…ＡＣ側負荷電流検出部、３８…昇圧電圧検出部、４０…主制御部、４５…電池パック用装着部、４６Ａ，４６Ｂ…電池電圧検出部、５０…アシスト電源部、５７…アシスト電流制御部、６０…アシスト電圧検出部、７０…充電部、８０…副制御部、８７Ａ～８７Ｄ…リレー、９０，１１０…回路電源部、１００…通信回路、２００…本体回路部、３００…補助回路部。

Claims (12)

  1. モータと、
    電池部と接続され、前記電池部の電力を前記モータに出力する第１電源部と、
    前記モータに対して前記第１電源部と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源に接続され、前記交流電源の電力を前記モータに出力する第２電源部と、
    前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部及び前記第２電源部を制御するアシスト制御を行う制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記電池部の残容量に応じて前記アシスト制御の内容を変更する、作業機。
  2. 前記第１電源部は、前記電池部から出力される直流の出力電圧を昇圧して前記モータに出力し、
    前記第２電源部は、前記交流電源から出力される出力電圧を昇圧して前記モータに出力し、
    前記制御部は、前記アシスト制御として、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部及び前記第２電源部の昇圧量を制御する、請求項１に記載の作業機。
  3. 前記制御部は、前記電池部の残容量が電力制限条件を満たすと、前記第２電源部から出力される電力を制限する、請求項１または２に記載の作業機。
  4. 前記制御部は、前記電池部の残容量が低下すると、前記第１電源部の出力電流の上限値を低下させる、請求項３に記載の作業機。
  5. 前記制御部は、
    前記電池部の出力電圧が電流制限電圧よりも大きいときには、前記第１電源部の出力電流が制限電流以上になることを許容し、
    前記電池部の出力電圧が前記電流制限電圧よりも小さいときには、前記第１電源部の出力電流が前記制限電流以上になることを禁止する、請求項４に記載の作業機。
  6. 前記制御部は、駆動モードとして、
    前記電池部の残容量に応じて前記アシスト制御の内容を変更する電流制限可変モードと、
    前記電池部の残容量によらず常に前記第１電源部の出力電流が前記制限電流以上になることを許容する高電流モードと、
    前記電池部の残容量によらず常に前記第１電源部の出力電流が前記制限電流以上になることを禁止する低電流モードと、を選択可能である、請求項５に記載の作業機。
  7. 前記制御部は、前記高電流モードにおいて前記電池部の出力電圧が前記電流制限電圧まで低下すると、前記第１電源部の出力を停止する、請求項６に記載の作業機。
  8. 前記制御部は、
    前記モータにかかる負荷が上昇時アシスト開始負荷未満から前記上昇時アシスト開始負荷以上に変化すると、前記第１電源部からの出力を開始し、
    前記電池部の残容量が低下すると、前記上昇時アシスト開始負荷を低下させる、請求項３に記載の作業機。
  9. 前記制御部は、
    前記電池部の出力電圧が早期アシスト開始電圧よりも小さいときに、前記電池部の出力電圧が前記早期アシスト開始電圧よりも大きいときよりも、前記上昇時アシスト開始負荷を低下させる、請求項８に記載の作業機。
  10. 前記制御部は、
    前記負荷が上昇時アシスト停止負荷以上になると、前記第１電源部からの出力を停止し、
    前記負荷が下降時アシスト開始負荷以上から前記下降時アシスト開始負荷未満になると、前記第１電源部からの出力を開始し、
    前記電池部の残容量によらず、前記下降時アシスト開始負荷は共通である、請求項８または９に記載の作業機。
  11. 前記電池部は、複数の電池パックを含み、
    前記制御部は、
    前記複数の電池パックのうち１つの電池パックを選択して前記第１電源部に電力を供給させ、
    　選択した前記電池パックの残容量が、前記アシスト制御を停止するアシスト停止残容量より大きい切替残容量まで低下すると、前記第１電源部に電力を供給させる電池パックを切り替える、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の作業機。
  12. 前記モータによって駆動して気体を圧縮する圧縮部と、
    前記圧縮部によって圧縮された気体を貯蔵するタンク部と、を有する、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の作業機。
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JP2013005630A (ja) * 2011-06-17 2013-01-07 Panasonic Corp 電力供給システム

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