作業用車両のバッテリー監視装置
【課題】バッテリーを電源とするショベルやクレーン等の作業用車両は、バッテリーへの依存度が高い。バッテリーの異常や劣化の作業中の把握は困難である。更に、バッテリーの異常／劣化／正常の区別や、バッテリー交換の必要性、などを適格に判断できることが好ましい。
【解決手段】本発明のバッテリー監視装置は、ショベルやクレーン等の作業用車両のバッテリーの状態監視を目的とする。この監視装置は、ＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの電源モードの切替をマニュアルで行う選択手段４がＯＦＦからＯＮ、ＯＮからＯＦＦのときに、コントローラ１００内の検出部８にてバッテリー電圧を検出する。この検出電圧は記録部１０に記録する。この記録は、起動時及び終了時に行う。更に、起動時及び終了時にその検出電圧に基づき処理手段２００にてバッテリー状態を判断する。この判断結果を記録部１０に記録する。起動時及び終了時に、その判断結果を報告手段１４にてユーザに報告する。
【解決手段】本発明のバッテリー監視装置は、ショベルやクレーン等の作業用車両のバッテリーの状態監視を目的とする。この監視装置は、ＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの電源モードの切替をマニュアルで行う選択手段４がＯＦＦからＯＮ、ＯＮからＯＦＦのときに、コントローラ１００内の検出部８にてバッテリー電圧を検出する。この検出電圧は記録部１０に記録する。この記録は、起動時及び終了時に行う。更に、起動時及び終了時にその検出電圧に基づき処理手段２００にてバッテリー状態を判断する。この判断結果を記録部１０に記録する。起動時及び終了時に、その判断結果を報告手段１４にてユーザに報告する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械などの作業用車両の制御系電源としてのバッテリー異常等を監視する監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショベル、クレーン等の建設機械を含む作業用車両は、内燃機関（エンジン）及びバッテリーを搭載する。
作業用車両は、一般の乗用車と異なり、使用法、使用環境が過酷でバッテリーの消耗度が激しい。バッテリーの日常的な監視が必要である。
また、作業用車両全体に共通して、オーディオ系の他に各種計器類などアクセサリ（ＡＣＣ）系の機能拡大、操作系の制御機能増大がはかられ、バッテリーの監視の必要性は高い。
従来の作業車両でのバッテリーの監視例には下記の特許文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２９０４０号公報
【特許文献２】特開２００７−１７００５０号公報 特許文献１は、建設機械ではないがゴルフカートや草刈り機等の内燃機関使用の作業機械でのバッテリー監視に関し、バッテリーの接続を維持した状態でバッテリー電圧監視を行うと共に、規定値より低下のときにその接続を切り離してバッテリー電圧の検出を行うとしたものである。 特許文献２は、電動式建設機械、例えばバッテリー式電動油圧ショベルに関し、作業中にバッテリー充電量残量を監視し、バッテリーのランニングコストの向上をはかったものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２共に基本的にバッテリー接続した状態で、バッテリー電圧を監視する。特許文献２は、作業中にバッテリーの監視を行う。
バッテリーの監視は、接続した状態で監視できることが望ましいが、電力供給する負荷に応じて電圧変動があり、正確な電圧の検出は困難である。
また、バッテリーの監視は作業中に困難としても、作業中以外の時期に日常的に可能であることが好ましい。
更に、得られたバッテリーの監視結果を運転者や操作者などのユーザに、いかに時期的に効率の良いタイミングで伝えるかも重要である。
本発明の目的は、こうした課題を解決する作業車両のバッテリー監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
更に本発明は、上記検出部での検出バッテリー電圧は、作業車両のセンサ等の負荷の印加又は通過電圧から得た値とする作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
更に本発明は、上記検出部での検出バッテリー電圧は、バッテリーの出力電圧とする作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
更に本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの各電源モードの選択手段を有する作業車両において、
バッテリー電圧の検出部と、
起動時及び終了時にバッテリーの異常／劣化／正常／バッテリーの交換要、のいずれかを示すバッテリー状態判断結果を得る処理部と、
出力手段と、
起動時及び終了時に、電源モードが、上記検出部で検出した検出バッテリー電圧と、起動時及び終了時に上記処理部で得たバッテリー状態判断結果と、バッテリー交換情報と、を記録する記録部と、
上記処理部は、起動時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの起動前の終了時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、終了時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの終了前の起動時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、
上記出力手段は、この起動時及び終了時のバッテリー状態判断結果を報告するものとした、
作業車両の監視装置を開示する。
【０００６】
更に本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
記録部と、上記選択手段によって上記主電源モードがＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリーの出力電圧Ｖｂを検出する検出部と、
この検出部で検出したバッテリーの出力電圧Ｖｂを、上記記録部に記憶させると共に、この記録した検出バッテリー電圧Ｖｂを、異常判断閾値Ｖｔｈ３と比較し、検出バッテリー電圧Ｖｂが、異常判断閾値Ｖｔｈ３以下のときに異常の旨の判断結果データ、異常判断閾値Ｖｔｈ３よりも大きく且つ劣化判断閾値Ｖｔｈ２以下のときに劣化の旨の判断結果データ、劣化判断閾値Ｖｔｈ２よりも大きいときに正常の旨の判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
【０００７】
更に本発明は、上記記録部には、バッテリー変換情報を記録しておき、上記処理手段は、上記判定結果データの作成の他に、上記記録部に記録したバッテリー交換情報を読出してバッテリー交換指示の報知データを作成し、上記記録部にバッテリー交換情報の一部として記録し、上記報告手段は、このバッテリー交換指示のデータをも報知させるものとした作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
【０００８】
更に本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしての選択手段と、を有する作業車両において、
上記選択手段の電源モードに従って主電源とバッテリーとの電源の切替を行う切替手段と、
この切替手段からの出力を電源として、作業車両のアクチュエータ及びセンサ類の制御・監視を行うと共に、バッテリーの監視手段を有するコントローラと、
を備え、
上記バッテリー監視手段は、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、選択手段による電源モードが、ＯＦＦからＯＮ、ＯＮからＯＦＦへの選択時にバッテリー電圧を検出することで正確なバッテリー電圧を検出できた。更に、バッテリー状態として、その選択時に、異常／劣化／正常／バッテリー交換を判断できることになり、バッテリー異常のもとでの車両の操作をなくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のバッテリー監視機能を持つコントローラの実施例図である。
【図２】本発明の作業車両として、油圧ショベル例を示す図である。
【図３】油圧ショベルでの運転室内でのレイアウト例図である。
【図４】本発明の作業車両としてバッテリーショベル例を示す図である。
【図５】バッテリーショベルの上部旋回体の構成例図である。
【図６】本発明のバッテリー監視の全体処理フロー例図である。
【図７】図６の処理フローの一部の詳細処理フロー例図である。
【図８】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【図９】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【図１０】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【図１１】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。本発明の作業車両としての油圧ショベルについて説明する。図２に建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成を示す。同図において、１１はクローラ式の下部走行体、１２は上部旋回体、１３は上部旋回体１２に設けた掘削作業手段等からなるフロント作業機である。また、上部旋回体１２にはオペレータが搭乗して、機械の操作を行うための運転室（キャブ）１４が設置されており、この運転室１４内には、下部走行体１１による走行、上部旋回体１２の旋回、土砂の掘削等といった作業を行うためのフロント作業機１３を構成するブーム１３ａ、アーム１３ｂ、バケット１３ｃの作動等といった操作を行う操作レバーを含む操作手段が設けられている。
【００１２】
油圧ショベルの駆動は例えばエンジンにより油圧ポンプを作動させて、油圧モータや油圧シリンダといった油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動式、又は主電源からの電力により作動する電磁アクチュエータ方式による。
【００１３】
運転室１４内には、図３に示したように、モニタ１５が設置されており、このモニタ１５に各種の情報を表示することによって、機械の操作を行うオペレータにこれらの情報を認識させることができるようになっている。モニタ１５は、従って、オペレータが機械の操作を行っている間でも見ることができ、しかも作業中において、前方視野をできるだけ妨げないようにする必要がある。このために、モニタ１５は比較的小型の画面を有するものであり、運転室１４内において、運転席１６の斜め前方に配置されており、例えばピラー１７に取り付けられている。
【００１４】
電力系を説明する。
電力系は、電力を提供する側を指し、油圧ショベルのエンジンの起動、運転、各種電気系統、アクチュエータなどの操作、センサの駆動源等の、役割を果たす。
電力源は、エンジンのクランクシャフトにつながってエンジンの動力により発電を行う発電機（交流発電機の事例多い）と、バッテリーと、である。発電機は、主電源と呼ばれ、バッテリーは補助電源と呼ばれる。
発電機は、バッテリーの充電機能を持つと共に、バッテリーと共働して電力源となっている。
上記電力源の切替は、手動切替スイッチによって行う。手動切替スイッチは、ＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの４つの電源モードの切替を可能にする。
ＯＦＦとは、電力の供給停止、ＡＣＣとはバッテリーからの電力の供給、ＯＮとは発電機たる主電源からの電力の供給、主としてバッテリーによるＳＴＡＲＴとはエンジンの始動（始動モータの駆動）、を指す。
【００１５】
図１は、作業車両の制御及び監視機能を持つコントローラ１００及びその周辺を含むブロック図である。
コントローラ１００での上記制御とは、作業車両の各種アクチュエータの駆動の制御であり、具体的には電磁アクチュエータ、電磁比例弁、ＯＮ／ＯＦＦ弁の制御がある。
コントローラ１００での上記監視とは、センサ類による監視であり、例えば角度、油圧、温度の監視センサがある。角度には、アームやブーム、本体の姿勢（ピッチング、ローリング、旋回）等の操作に伴う各種の角度センサがある。更に、レバーの操作量及びレバーの操作圧の各種センサ、異常の警告手段（ランプやブザー）も含む。
コントローラ１００は、上記制御と監視の他に、本実施例の特徴としてのバッテリー２の監視機能を持つ。これについては、後述する。
【００１６】
図１は、コントローラ１００の他に、主電源１、バッテリー２、電源選択手段３、停止手段４、電源切替手段５、負荷１３、報告手段１４，記録手段１５、設定手段１６、を開示した。
【００１７】
主電源１は、前述した、エンジンのクランクシャフトにつながってエンジンによって発電を行う発電機である。発電機が交流発電機（オルタネータ）であれば、その交流出力を直流化する整流器を含む。
【００１８】
バッテリー２は、エンジンの起動用の起動モータの駆動、エンジンの点火制御、等を行うものである。バッテリー２の充電は、上記主電源１である発電機によって行う。
主電源１とバッテリー２とは共働して電力源となり得るが、コントローラ１００に対しては電源モードによって選択的に働く。本実施例では、主電源１とバッテリー２とは、コントローラ１００の電源であり、且つバッテリー２の電圧の監視を、電源選択手段３の選択した電源モードに応じて行う。
【００１９】
電源選択手段（手動切替スイッチ）３は、運転者又は操作者の手動によって電源モードの選択を行う手動切替スイッチである。電源モードには、ＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴがあり、手動によって以下の遷移をする。
立上げ時
ＯＦＦ→ＡＣＣ→ＯＮ１→ＳＴＡＲＴ→ＯＮ２
終了時（エンジン始動後）
ＯＮ２→ＡＣＣ→ＯＦＦ
終了時（エンジン始動前）
ＯＮ１→ＡＣＣ→ＯＦＦ
ＯＮ１はエンジン停止状態で、ＯＮ２はエンジン始動状態を示す。エンジン始動後に、運転者又は操作者が手を離すと、選択状態がＳＴＡＲＴからＯＮ状態に戻る。メンテナンス時には、エンジン始動前に電源モードをＯＦＦにする場合もある。
ここで、ＯＦＦとは電力の供給停止、ＡＣＣとはバッテリー２からの電力の供給、ＯＮとは主電源１からの電力の供給、ＳＴＡＲＴとはエンジンの始動（モータの駆動開始）、を指す。ＳＴＡＲＴはバッテリー２によって始動モータを駆動することで行う。
停止手段４は、コントローラ１００自体を停止させるものであり、この停止はコントローラ１００への電源供給を停止させることで実現させている。
【００２０】
切替手段５は、コントローラ１００へ供給すべき電力を主電源１からのものか停止手段を介して得られるバッテリー２からのものかの、切替を行う。この切替は、選択手段３で選択した電源モードに基づく。
負荷１３は、制御・監視対象としての負荷であり、前述した操作駆動対象、各種センサ等である。
【００２１】
報告手段１４は、コントローラ１００によるバッテリー判断結果のユーザ（運転者又は操作者）への報告手段である。記録手段１５は、このバッテリー判断結果の外部記録手段である。設定手段１６はユーザ（運転者又は操作者）へのバッテリー判断結果の報告時間の設定手段である。
【００２２】
コントローラ１００は、前述したように作業車両の監視と制御を行っているが、図１にはそれらを省略して、バッテリー２の状態監視機能のみを示してある。
コントローラ１００は、電源切替状態判断部７、バッテリー電圧検出部８、記録呼出し部９、記録部１０、記録・報告の終了判断部１１、負荷通過後の電圧検出部１２、処理・制御手段２００を備える。コントローラ１００には、センサ、アクチュエータ等の負荷１３、報告手段１４、外部記録手段１５、設定手段１６、切替手段３、停止手段４、選択手段５、がそれぞれつながる。
コントローラ１００には、切替手段３により選択された電源状態Ａ、停止手段４により選択された電源状態（電圧）Ｂが入力する。
【００２３】
判定部７は、切替手段５の出力Ａを受けて電源切替手段５の切替状態の判定を行う。検出部８は、停止手段４からのバッテリー電圧Ｂの検出を行う。記録部１０はバッテリー電圧８を含む検出結果、各種の設定内容、処理結果、判断結果などの各種の記録を行う。呼出し部９は、この記録部１０からの記録内容の読出を行う。判断部１１は、記録・報告の終了の判断を行う。検出部１２は負荷通過後の電圧の検出を行う。出力部６は、負荷への電圧の出力を行う。処理・制御手段（処理手段と呼んでもよい）２００は、全体の管理と制御、各種判断処理を行う。
【００２４】
コントローラ１００につながる負荷１３は、センサ、アクチュエータ等の負荷に相当する。コントローラ１００は、負荷１３へ出力部６を通して電圧を供給し、負荷１３の動作電圧（例えばセンサ検出値）の取込みを行って検出部１２で検出させる。これにより間接的にバッテリー電圧の状態を検出する。
【００２５】
コントローラ１００につながる報告手段１４（出力手段）は、コントローラ１００の判断結果、対策指令などを、画面、音声などを通じてユーザへ報告する。コントローラ１００につながる記録手段１５はコントローラ１００で得た、バッテリー状態の判断結果を受取り記録する。設定手段は１６は、コントローラ１００からのユーザへの報告時間（間隔を含む）を設定する。これは報告手段１４の報告の時間となる。
【００２６】
尚、記録部１０は、コントローラ１００内の内部記録手段であり、記録手段１５は、外部記録手段である。記録部１０は、コントローラ１００内での処理に必要な諸データ及び処理や判断結果を記憶する。記録手段１５は、記録部１０の内容の外部記録手段として利用する。
【００２７】
記録手段１５は、検出部８で検出したバッテリー電圧の記録、バッテリー状態の判断結果（データ）の記録、等の各種の記録を行う不揮発性のメモリ手段である。検出バッテリー電圧及びバッテリー状態の判断結果は、検出時点の日時を含む時刻、判断結果を出した時点の日時を含む時刻、を含めて記憶する。記録手段１５はバッテリー交換日付を含む交換用データも記録する。記録手段１５は、ユーザへのバッテリー状態警告データ／報告済データも記録する。記録手段１５は、バッテリー状態判断のための、初期設定値、各種作業・管理データも記録する。
【００２８】
報告手段１４は、作業車両操作者や運転者などのユーザへバッテリー状態の監視結果を報告する部位である。報知は、モニタ画面の表示、及び又は音声にて、更には印字によって行う例もある。状態監視結果とは、記録部８に記録したバッテリー状態の判断結果としての、正常／劣化／異常／バッテリーの交換指示（時期を含む）、のいずれかである。
処理・制御手段２００は、全体の処理制御並びにバッテリー監視処理を行う。
【００２９】
図１のコントローラ１００内の要素７〜１３、外部の要素１〜５、１３〜１６は、図６以降のフローチャートの処理でその機能を果す。
【００３０】
図６は、バッテリー状態の監視の全体処理フローを示す。図７〜図１０は、その処理フローの一部の詳細処理フローである。
図６で起動（ステップＳ２やＳ７など）とは、電源の選択手段３による電源モードでの起動であって、ＯＦＦから、ＯＦＦ以外のモードに切替った状態（ＡＣＣとかＯＮとかＳＴＡＲＴとか）を指す。図６での終了（ステップＳ１１、Ｓ１８など）とは、電源の選択手段３による電源モードが他のモード（ＡＣＣとかＯＮとかＳＴＡＲＴとか）からＯＦＦに切替った状態を指す。
ステップＳ１…コントローラ１００内の内部状態の初期化を行う。ここの初期化は、コントローラ１００の立上げ時に行う。
初期化の内容は以下の通り。
「バッテリーの状態」を示すデータを“正常”に設定（状態フラグを、正常を示すフラグに設定）。
起動時のユーザへの報告時間の設定。
「起動時のユーザへの報告」を示すデータを実行待ちに設定。
「起動時のバッテリー状態の判断」を示すデータを実行待ちに設定。
「終了時のユーザへの報告」を示すデータを実行待ちに設定。
終了時のユーザへの報告時間の設定。
「終了時のバッテリー状態の判断」を示すデータを実行待ちに設定。
「終了時のバッテリー状態の記録」を示すデータを実行待ちに設定。
ここで、示すデータを実行待ちとは、図６のステップＳ２以降の処理実行待ちとのことであり、当該データをデータ処理的にはゼロなどの初期値にクリア状態にすることと同義である。即ち、処理実行によって、カギカッコ書きのデータがその実行結果として得られるとの意味である。
【００３１】
ステップＳ２…起動時のバッテリー状態の判断処理が完了しているか否かをチェックする。この判断処理とは、バッテリー状態をデータ的に確認することであり、起動の立上げ時点では未確認の故に、起動されると必ずステップＳ３に移り、更にＳ４〜Ｓ６へと移る。ステップＳ３〜Ｓ６がバッテリー状態の確認判断のための一連の処理フローであり、ステップＳ３に移った後でステップＳ３〜Ｓ６の処理を実行すると、起動時のバッテリー状態の確認判断がなされ、バッテリー判断状態を示すデータが得られ記録部１０に記録されたことになる。そして、それ以降は、ステップＳ３に移ることはなく、必ずステップＳ７以降へと進む。
【００３２】
ステップＳ３…記録部１０に記録されている、終了時のバッテリー状態を示すデータを読出す処理を行う。終了時とは、今回の起動以前であって、作業車両の最新の作業終了（動作終了）でのその終了時点を指す。終了時点の電源モードのＯＦＦ時に必ずバッテリー電圧を検出し、この検出電圧をもとにバッテリー状態の判断を行っており、その結果が記録部１０にデータとして記録されている。これを、読出すとしたのがステップＳ３である。かかる読出したバッテリー状態を示すデータは、後述する図８、図９で使用する。上記バッテリーの状態を示すデータは、検出バッテリー電圧の他に、バッテリーの正常／異常／劣化の判断結果、並びにバッテリー交換データ、を含む。
【００３３】
ステップＳ４…このステップＳ４は、起動時にバッテリー状態を検出する判断処理であり、その詳細は図７により後述する。ここでのバッテリー状態とは、起動時に行われるバッテリーに対する判断結果である。図６のステップＳ１２も同じバッテリー状態の検出処理であるが、ステップＳ１２が終了時の処理である点で異なる。図７の処理内容は後述するが、その処理結果は、起動時のバッテリー状態が正常／劣化／異常のいずれかの判断、並びにバッテリー交換推奨等の指示、である。この判断処理にはそれ以前の終了時のバッテリー状態の判断結果も考慮される。この処理結果は記録部１０に記録する。
ステップＳ５…ステップＳ４で判断結果がでたことで、「起動時の判断」のフラグを“１”にし、判断完了とする。
【００３４】
ステップＳ６…起動時の、ユーザへ報告するバッテリー状態を選択する処理である。起動時のバッテリー状態はステップＳ４（即ち図７の処理）で得られるが、ステップＳ３で記録部１０から読出した終了時のバッテリー状態を示すデータを加味して最終状態判断を行わせることを目的としたのが、このステップＳ６である。この最終判断したバッテリー状態（正常／劣化／異常／交換推奨のいずれか）が報告データとして選択される。この選択したバッテリー状態データは図１１に示す処理にて報告手段１４を介してユーザに提供されるが、このステップＳ６では報告データの作成で処理を終る。
【００３５】
ステップＳ７、Ｓ８…起動時にあっては、必ずステップＳ３〜Ｓ６の処理を行うが、この処理完了後、即ち起動時でのバッテリー状態の判断処理完了後にあっては、必ずステップＳ７に移る。ステップＳ７では、起動時のバッテリー状態の報告即ちステップＳ７による報告が終了かをチェックする。この最初は完了していない故に、必ず、起動時のバッテリー状態の報告処理を行うステップＳ８に移る。そして報告を行う。この報告後にあっては報告完了したことによってステップＳ９へと移る。尚、ステップＳ８の詳細は図８であり、後述する。
【００３６】
ステップＳ９、 Ｓ１０…このステップＳ９は、ユーザへの起動時のバッテリー状態の報告が完了（ステップＳ８）していることを前提にした処理であり、電源モードがＯＦＦ以外かをチェックする。ＯＦＦ以外とは、ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴのいずれかを指す。ＯＦＦであれば、ステップＳ１１に移る。ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴのいずれかであればステップＳ１０へと移り、バッテリーの交換情報の更新を行う。ステップＳ１０での交換情報は記録部１０へ記録させる。
【００３７】
ステップＳ１１…電源モードがＯＦＦ時に働くステップであり、終了時のバッテリー状態の判断処理が完了（ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理完了）しているか否かをチェックする。バッテリー状態の判断処理が完了してない段階では必ずステップＳ１２へと移り、完了していればステップＳ１５へ移る。
【００３８】
ステップＳ１２〜Ｓ１４…終了時にバッテリー状態の判断処理が未だ終了していない段階で必ず動作する処理であり、起動時のステップＳ４〜Ｓ６のステップに相当する。ステップＳ１２でバッテリー状態を検出し、ステップＳ１３で「終了時の判断」データを“完了”にし、ステップＳ１４で終了時の報告するバッテリー状態を選択（決定）する。ステップＳ１２の詳細が図７、ステップＳ１４の詳細が図９である。ステップＳ６での起動時が図８、ステップＳ１４での終了時が図９と区別している。図７、図９の詳細動作は後述する。
【００３９】
ステップＳ１５…終了時にステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が終了した後にあっては、ステップＳ１５へ移る。このステップＳ１５は、バッテリーの状態の記録が記録部１０に記録され完了しているか否かをチェックする。ステップＳ７と同様な処理である。完了していなければステップＳ１６、Ｓ１７の処理を行い、この終了後にあってはステップＳ１７の記録の完了を受けてステップＳ１８へ移る。
【００４０】
ステップＳ１６、Ｓ１７…ステップＳ１６で終了時のバッテリー状態を記録部１０に記録し、ステップＳ１７で記録を完了とする。
【００４１】
ステップＳ１８…終了時のユーザへの報告が完了しているか否かをチェックする。この時点では報告されていないことから、必ずステップＳ１９へと移り、終了時のバッテリー状態を報告手段１４を介して報告する。報告終了後にあっては必ずステップＳ２０へと移る。ステップＳ１９の詳細は図１１であり、後述する。
【００４２】
ステップＳ２０…ステップＳ１９の終了後にあっては、必ずステップＳ２０へと移り、コントローラ１００自体の停止を行う。これは、停止手段４によって、コントローラ１００への入力電源を遮断することで達成する。
【００４３】
図６のステップＳ４、Ｓ１２の詳細処理となる図７の動作を説明する。図７はバッテリー状態の検出処理である。この検出処理では、３つの基準閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３を使う。
Ｖｔｈ１が負荷１３の動作電圧判定用基準閾値である。例えば、操作レバーの駆動電圧やセンサの検出電圧等を含む動作電圧Ｖａが判定対象となる。この検出を行うのが検出部１２であり、この検出電圧Ｖａはコントローラ１００内に取り込まれてＶｔｈ１と大小比較される。Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３はバッテリー２の電圧判定用であり、判定対象は、検出部８によって検出されたバッテリー電圧Ｖｂである。Ｖｔｈ３＜Ｖｔｈ２の関係にあり、Ｖｔｈ３が異常判定用閾値、Ｖｔｈ２が劣化判定用閾値である。Ｖｔｈ３は明かな異常であることの電圧値、Ｖｔｈ２が明かな異常値ではないが動作が安定しないとみられるレベルの電圧値、である。
【００４４】
ステップＳ３０…このステップＳ３０は、検出部１２で検出した負荷の動作電圧Ｖａと第１の異常判定用閾値Ｖｔｈ１との大小比較を行う。Ｖａ＞Ｖｔｈ１であればステップＳ３３へと移りＶａ≦Ｖｔｈ１であればステップＳ３１へ移る。動作電圧Ｖａは、例えば数Ｖの値である。検出部１２での検出目的は、負荷の動作電圧が正常かを知るためである。これにより、バッテリー２の異常を間接的に検出している。検出対象は負荷への供給電圧か、負荷通過後の電圧かのどちらでもよいが、図１の検出部１２では後者の例を示してある。
【００４５】
ステップＳ３１、Ｓ３２…ステップ３１は、ステップＳ３０でのＶａ＜Ｖｔｈ１の条件のもとで、その時の電源モードがＡＣＣであるか否かをチェックする。ＡＣＣとは、主電源１からの供電がなくバッテリー２からの給電がある状態である。ＡＣＣであるときにバッテリーの状態判断を行うものとしており、ＡＣＣであればステップＳ３２へ移り、バッテリー状態を負荷側からみての“異常”とするとのデータにする。これは記録部１０へ記録する。
【００４６】
ステップＳ２９、Ｓ３３…ステップＳ３３は、ステップＳ３０でＶａ＞Ｖｔｈ１であるとき、又は、ステップＳ３１でＡＣＣでないとき即ちＯＦＦ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴのいずれかであるとき、のどちらかの条件でステップＳ２９での検出部８での検出電圧Ｖｂの判定の動作をする。ステップＳ２９の検出部８は、切替手段３の出力電圧がバッテリーからのものであるとき、又は停止手段４の出力であるバッテリー電圧、のいずれかで、バッテリー電圧Ｖｂを検出する。判定では、第２の異常判定用閾値Ｖｔｈ３とＶｂとの大小比較を行う。Ｖｂ＞Ｖｔｈ３であればステップＳ３４へと移り、Ｖｂ≦Ｖｔｈ３であればステップＳ３２へと移り、バッテリー状態を“異常”とするとのデータにする。これは記録部１０へと記録する。尚、バッテリー電圧は例えば２４Ｖであり、これに対応してＶｔｈ２、Ｖｔｈ３が経験的に設定される。
【００４７】
ステップＳ３４、Ｓ３５…ステップＳ３４は、バッテリー検出電圧Ｖｂと劣化判定用閾値Ｖｔｈ２との大小比較を行う。Ｖｂ＞Ｖｔｈ２であればステップＳ３６へ移り、Ｖｂ≦Ｖｔｈ２であれば、ステップＳ３５へと移り、バッテリー状態を“劣化”とするとのデータにする。
【００４８】
ステップＳ３６…ステップＳ３６は、Ｖｂ＞Ｖｔｈ２であるときに、バッテリーの使用期間が交換を推奨する日数を経過したか否かをチェックする。この日数及び使用期間が記録部１０に記録されており、呼出し部９によって読出してチェックを行う。
このステップＳ３６はあくまで念のためのチェックであるが、必ず日常時にその都度行う。
【００４９】
ステップＳ３７、Ｓ３８…ステップＳ３６のチェックの結果、日数経過していれば、ステップＳ３７でバッテリー状態を“交換推奨”とのデータにする。経過していなければステップＳ３８で、バッテリー状態を“正常”とのデータにする。
【００５０】
図６のステップＳ６の、詳細処理である図８の動作を説明する。図８では、現地点でのバッテリー状態の判断結果と、図６のステップＳ３にて記録部１０から読出した終了時のバッテリー状態の判断結果と、を用いてバッテリー状態を選択しながら判断する。
【００５１】
ステップＳ４０、Ｓ４１…ステップＳ４０はステップＳ４で検出したバッテリー状態は“異常”を示すデータか否かチェックする。“異常”を示すデータであれば、ステップＳ４１へと移り、警告すべきバッテリー状態を“異常”とする報告データを作る。
【００５２】
ステップＳ４２…ステップＳ４２は、ステップＳ４０の“異常”でない旨のデータのときに動作し、図６のステップＳ３で記録部１０から読出した終了時のバッテリー状態の判断結果が“異常”であるか否かをチェックする。“異常”であればステップＳ４１へ移り、“異常”でなければステップＳ４３へ移る。
【００５３】
ステップＳ４３、Ｓ４４…ステップＳ４で検出したバッテリー状態が“劣化”か否かをチェックする。“劣化”であればステップＳ４４へ移り、“劣化”の旨の報告データを作る。
【００５４】
ステップＳ４５…ステップＳ４５はステップＳ４で検出したバッテリー状態が“劣化”か否かチェックする。“劣化”であればステップＳ４４へ移り、“劣化”でなければステップＳ４６へと移る。
【００５５】
ステップＳ４６、Ｓ４７…バッテリー状態が“変換推奨”か否かをチェックする。これも図６のステップＳ４（図７）の処理結果を受けての処理となる。“変換推奨”であればステップＳ４７へと移り、報告データとして“変換推奨”なるデータを作る。“変換推奨”でなければ、読出したバッテリー状態が“変換推奨”か否かをチェックし、“変換推奨”であればステップＳ４７へと移る。そうでなければステップＳ４９へと移り、報告するバッテリー状態を“正常”とするデータを作る。
【００５６】
図６のステップＳ１４の、詳細処理である図９の動作を説明する。図９でも、図８と同様、図６のステップＳ４での検出結果と、図６のステップＳ３で読出した検出結果と、を利用する。
【００５７】
ステップＳ５０、Ｓ５１…図６のステップＳ４（図７）のバッテリー状態の検出を受けて、“異常”を示すデータであるか否かをチェックし、“異常”を示すデータであればステップＳ１１へ移り、報告すべきデータとして、“異常”の旨のデータを作る。“異常”を示すデータでなければステップＳ５２へ移る。
【００５８】
ステップＳ５２…読出したバッテリー状態の検出結果が“異常”を示すデータであるか否かチェックし、“異常”を示すデータであればステップＳ５１へ移り、そうでなければ、ステップＳ５３へ移る。
【００５９】
ステップＳ５３、Ｓ５４…図６のステップＳ４で検出したバッテリー状態が“劣化”を示すデータであるかをチェックし、そうであればステップＳ５４へ移り、報告すべきデータとして、“劣化”を示すデータを作る。そうでなければステップＳ５５へ移る。
【００６０】
ステップＳ５５…図６のステップＳ３で読出したバッテリー状態が“劣化”を示すデータか否かをチェックし、そうであればステップＳ５４へ、そうでなければステップＳ５５へ移る。
【００６１】
ステップＳ５６、Ｓ５７…図６のステップＳ４で検出したバッテリー状態が“正常”を示すデータか否かをチェックし、そうであればステップＳ５７へと移り、“正常”の旨のデータを報告データとして作り、そうでなければステップＳ５８へと移り、“交換推奨”の旨の報告データを作る。
【００６２】
図１０、図１１を併せて説明する。これは図６のステップＳ８、Ｓ１９の詳細処理である。
【００６３】
ステップＳ６０、Ｓ７０…起動時、終了時にバッテリー状態を報告手段１４を介してユーザへ報告する。この報告データは、図８、図９で作成した報告データである。
報告の仕方は画面、音声によるガイダンス、ランプの点滅、ブザーの鳴動、操作装置やシートの振動などによる。
ステップＳ６１、Ｓ７１…ユーザへの報告時間を更新する。何時報告したかの報告時間の記録の他、複数回報告すべき設定であれば、その回数の記録等である。この報告時間は設定手段１６によって設定されたものである。
【００６４】
ステップＳ６２、Ｓ７２…更新した時間は、定めた回数（閾値）に達したか否かをチェックする。
ステップＳ６３、Ｓ７３…定めた回数に達したならばユーザーの報告状態を“完了”にする。
【００６５】
以上の各処理フローは一例であって、それ以外の処理フローを否定するものではない。また、図１のコントローラ６は、コンピュータシステムによっても実現できることは云うまでもない。更に、車両としたが、固定型の作業機械にも適用可能である。
【００６６】
次ぎにバッテリーショベルについて説明する。
バッテリーショベルは、排気ガスがなく、騒音振動の少ないことの利点の機械であり、商用電源やバッテリーを含む主電源から電力を供給し、電動モータの制御、アクチュエータの駆動を行うものである。バッテリーを電力供給源としたショベルは、バッテリーからの電力はインバータを介し、複数の電動モータへ供給される。アクチュエータ駆動用の電動モータは、掘削作業等を行うリンク機構を駆動する各アクチュエータのシリングへ圧油を供給する油圧ポンプを、駆動する旋回用の電動モータは、上部旋回体を下部走行体に相対的に回動する旋回機構を直接駆動し、走行用の電動モータは走行機構を直接駆動する。
【００６７】
作業車両として、掘削等の作業行うリンク機構を油圧システムで駆動し、旋回及び走行を電動モータで直動で動かすバッテリー式電動油圧ショベルを例として説明する。
【００６８】
最初に、本実施形態による作業車両である電動ショベルの全体構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による作業車両である電動ショベルの全体構成を示す側面図である。
【００６９】
バッテリーショベル１１Ａは、上部旋回体１２Ａと、リンク機構１３Ａと、下部走行体１４Ａとからなる。また、このシステムでは、リンク機構を油圧で駆動し、上部旋回体１２Ａの旋回及び下部走行体１４Ａの走行は電動モータにより駆動する。
【００７０】
リンク機構１３Ａの構成は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、ブーム３１、アーム３２、バケット３３にそれぞれ駆動力を与える油圧シリンダ３４ａ、３４ｂ、３４ｃとからなる。
【００７１】
下部走行体１４Ａは、主に、トラックフレーム４１と、上部旋回体を回動させる旋回輪ベアリング４２と、走行機構４３Ｌ、４３Ｒと無限軌道覆帯４４Ｌ、４４Ｒとからなる。
【００７２】
次ぎに、作業車両である電動ショベルの上部旋回体１２Ａの構成について説明する。
図５は、電動ショベルの上部旋回体の構成を示す上面図である。
【００７３】
上部旋回体１２Ａは、メインフレーム２０の上に、主にスリップリング２１と、コンダクタ制御盤２２と、インバータ収納部２３と、バッテリー収納部２４と、作動油タンク２５と、油圧制御弁部２６と、油圧ポンプ収納部２７と、旋回機構２８と、運転室２９とが搭載されている。他、オイルクーラ等の補機類があるが、ここでは省略する。
【００７４】
スリップリング２１は、駆動用バッテリー２４１の電力を上部旋回体１２Ａの回動に妨げられる事なく、走行機構４３に伝達する機構である。
【００７５】
インバータ収納部２３は、複数のインバータ２３１ａ、…、２３１ｅ及びインバータ２３１ａ、…、２３１ｅを覆うカバー２３２からなる。本例では、インバータ２３１ａ、を油圧ポンプ駆動用、インバータ２３１ｂが旋回用、２３１ｃ、２３１ｄが走行用、インバータ２３１ｅがパイロット油圧ポンプ駆動用としている。
【００７６】
バッテリー収納部２４は、高電圧で複数の動力用バッテリー２４１と低電圧で複数の制御系電力用バッテリー２４２と、動力用バッテリー２４１及び制御系電力用バッテリー２４２を覆うカバー２４３とからなる。
【００７７】
コンダクタ制御盤２２には図示しないが、動力用バッテリー２４１からの電力のスイッチングを行うコンダクタや、ブレーカが設置してある他、バッテリーを管理するバッテリーコントローラがある。
【００７８】
油圧制御弁部２６は、リンク機構に油圧を供給する油圧制御弁２６１と、油圧制御弁２６１を制御するパイロット弁２６２とからなる。
【００７９】
油圧ポンプ収納部２７は、油圧ポンプ用電動モータ２７１と、油圧ポンプ２７２と、電動モータ２７１及び油圧ポンプ２７２の軸を連結するカップリング２７３と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４と、パイロット油圧ポンプ２７５と、電動モータ２７４及びパイロット油圧ポンプ２７５の軸を連結するカップリング２７６と、これらを覆うカバーとからなる。電動モータ２７１、２７４は、３相交流とし、バッテリーからの直流／交流変換にインバータを用いている。
【００８０】
以上のバッテリーショベルにあっても、コンピュータシステムを含む、制御処理手段としてのコントローラを持つ。このコントローラの専用電源としてコントローラ用バッテリーがある。このコントローラ用バッテリーは、前記主電源と区別される。制御処理手段としてのコントローラは、操作レバーを含む各種アクチュエータの制御、各種センサ類の駆動、並びにそれらの制御に必要な処理、アクセサリ系の制御、モニタ画面の制御、及びこの制御のための各種の処理を行う。
コントローラはその内部に図１等で示したコントローラ用バッテリーの監視機能を備える。
【符号の説明】
【００８１】
１ 主電源
２ バッテリー
３ 選択手段
４ 停止手段
５ 切替手段
８ バッテリー電圧検出部
１０ 記録部
１４ 報告手段
１００ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械などの作業用車両の制御系電源としてのバッテリー異常等を監視する監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショベル、クレーン等の建設機械を含む作業用車両は、内燃機関（エンジン）及びバッテリーを搭載する。
作業用車両は、一般の乗用車と異なり、使用法、使用環境が過酷でバッテリーの消耗度が激しい。バッテリーの日常的な監視が必要である。
また、作業用車両全体に共通して、オーディオ系の他に各種計器類などアクセサリ（ＡＣＣ）系の機能拡大、操作系の制御機能増大がはかられ、バッテリーの監視の必要性は高い。
従来の作業車両でのバッテリーの監視例には下記の特許文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２９０４０号公報
【特許文献２】特開２００７−１７００５０号公報 特許文献１は、建設機械ではないがゴルフカートや草刈り機等の内燃機関使用の作業機械でのバッテリー監視に関し、バッテリーの接続を維持した状態でバッテリー電圧監視を行うと共に、規定値より低下のときにその接続を切り離してバッテリー電圧の検出を行うとしたものである。 特許文献２は、電動式建設機械、例えばバッテリー式電動油圧ショベルに関し、作業中にバッテリー充電量残量を監視し、バッテリーのランニングコストの向上をはかったものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２共に基本的にバッテリー接続した状態で、バッテリー電圧を監視する。特許文献２は、作業中にバッテリーの監視を行う。
バッテリーの監視は、接続した状態で監視できることが望ましいが、電力供給する負荷に応じて電圧変動があり、正確な電圧の検出は困難である。
また、バッテリーの監視は作業中に困難としても、作業中以外の時期に日常的に可能であることが好ましい。
更に、得られたバッテリーの監視結果を運転者や操作者などのユーザに、いかに時期的に効率の良いタイミングで伝えるかも重要である。
本発明の目的は、こうした課題を解決する作業車両のバッテリー監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
更に本発明は、上記検出部での検出バッテリー電圧は、作業車両のセンサ等の負荷の印加又は通過電圧から得た値とする作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
更に本発明は、上記検出部での検出バッテリー電圧は、バッテリーの出力電圧とする作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
更に本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの各電源モードの選択手段を有する作業車両において、
バッテリー電圧の検出部と、
起動時及び終了時にバッテリーの異常／劣化／正常／バッテリーの交換要、のいずれかを示すバッテリー状態判断結果を得る処理部と、
出力手段と、
起動時及び終了時に、電源モードが、上記検出部で検出した検出バッテリー電圧と、起動時及び終了時に上記処理部で得たバッテリー状態判断結果と、バッテリー交換情報と、を記録する記録部と、
上記処理部は、起動時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの起動前の終了時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、終了時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの終了前の起動時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、
上記出力手段は、この起動時及び終了時のバッテリー状態判断結果を報告するものとした、
作業車両の監視装置を開示する。
【０００６】
更に本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
記録部と、上記選択手段によって上記主電源モードがＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリーの出力電圧Ｖｂを検出する検出部と、
この検出部で検出したバッテリーの出力電圧Ｖｂを、上記記録部に記憶させると共に、この記録した検出バッテリー電圧Ｖｂを、異常判断閾値Ｖｔｈ３と比較し、検出バッテリー電圧Ｖｂが、異常判断閾値Ｖｔｈ３以下のときに異常の旨の判断結果データ、異常判断閾値Ｖｔｈ３よりも大きく且つ劣化判断閾値Ｖｔｈ２以下のときに劣化の旨の判断結果データ、劣化判断閾値Ｖｔｈ２よりも大きいときに正常の旨の判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
【０００７】
更に本発明は、上記記録部には、バッテリー変換情報を記録しておき、上記処理手段は、上記判定結果データの作成の他に、上記記録部に記録したバッテリー交換情報を読出してバッテリー交換指示の報知データを作成し、上記記録部にバッテリー交換情報の一部として記録し、上記報告手段は、このバッテリー交換指示のデータをも報知させるものとした作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
【０００８】
更に本発明は、主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしての選択手段と、を有する作業車両において、
上記選択手段の電源モードに従って主電源とバッテリーとの電源の切替を行う切替手段と、
この切替手段からの出力を電源として、作業車両のアクチュエータ及びセンサ類の制御・監視を行うと共に、バッテリーの監視手段を有するコントローラと、
を備え、
上記バッテリー監視手段は、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置を開示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、選択手段による電源モードが、ＯＦＦからＯＮ、ＯＮからＯＦＦへの選択時にバッテリー電圧を検出することで正確なバッテリー電圧を検出できた。更に、バッテリー状態として、その選択時に、異常／劣化／正常／バッテリー交換を判断できることになり、バッテリー異常のもとでの車両の操作をなくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のバッテリー監視機能を持つコントローラの実施例図である。
【図２】本発明の作業車両として、油圧ショベル例を示す図である。
【図３】油圧ショベルでの運転室内でのレイアウト例図である。
【図４】本発明の作業車両としてバッテリーショベル例を示す図である。
【図５】バッテリーショベルの上部旋回体の構成例図である。
【図６】本発明のバッテリー監視の全体処理フロー例図である。
【図７】図６の処理フローの一部の詳細処理フロー例図である。
【図８】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【図９】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【図１０】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【図１１】図６の処理フローの他の一部の詳細処理フロー例図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。本発明の作業車両としての油圧ショベルについて説明する。図２に建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成を示す。同図において、１１はクローラ式の下部走行体、１２は上部旋回体、１３は上部旋回体１２に設けた掘削作業手段等からなるフロント作業機である。また、上部旋回体１２にはオペレータが搭乗して、機械の操作を行うための運転室（キャブ）１４が設置されており、この運転室１４内には、下部走行体１１による走行、上部旋回体１２の旋回、土砂の掘削等といった作業を行うためのフロント作業機１３を構成するブーム１３ａ、アーム１３ｂ、バケット１３ｃの作動等といった操作を行う操作レバーを含む操作手段が設けられている。
【００１２】
油圧ショベルの駆動は例えばエンジンにより油圧ポンプを作動させて、油圧モータや油圧シリンダといった油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動式、又は主電源からの電力により作動する電磁アクチュエータ方式による。
【００１３】
運転室１４内には、図３に示したように、モニタ１５が設置されており、このモニタ１５に各種の情報を表示することによって、機械の操作を行うオペレータにこれらの情報を認識させることができるようになっている。モニタ１５は、従って、オペレータが機械の操作を行っている間でも見ることができ、しかも作業中において、前方視野をできるだけ妨げないようにする必要がある。このために、モニタ１５は比較的小型の画面を有するものであり、運転室１４内において、運転席１６の斜め前方に配置されており、例えばピラー１７に取り付けられている。
【００１４】
電力系を説明する。
電力系は、電力を提供する側を指し、油圧ショベルのエンジンの起動、運転、各種電気系統、アクチュエータなどの操作、センサの駆動源等の、役割を果たす。
電力源は、エンジンのクランクシャフトにつながってエンジンの動力により発電を行う発電機（交流発電機の事例多い）と、バッテリーと、である。発電機は、主電源と呼ばれ、バッテリーは補助電源と呼ばれる。
発電機は、バッテリーの充電機能を持つと共に、バッテリーと共働して電力源となっている。
上記電力源の切替は、手動切替スイッチによって行う。手動切替スイッチは、ＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの４つの電源モードの切替を可能にする。
ＯＦＦとは、電力の供給停止、ＡＣＣとはバッテリーからの電力の供給、ＯＮとは発電機たる主電源からの電力の供給、主としてバッテリーによるＳＴＡＲＴとはエンジンの始動（始動モータの駆動）、を指す。
【００１５】
図１は、作業車両の制御及び監視機能を持つコントローラ１００及びその周辺を含むブロック図である。
コントローラ１００での上記制御とは、作業車両の各種アクチュエータの駆動の制御であり、具体的には電磁アクチュエータ、電磁比例弁、ＯＮ／ＯＦＦ弁の制御がある。
コントローラ１００での上記監視とは、センサ類による監視であり、例えば角度、油圧、温度の監視センサがある。角度には、アームやブーム、本体の姿勢（ピッチング、ローリング、旋回）等の操作に伴う各種の角度センサがある。更に、レバーの操作量及びレバーの操作圧の各種センサ、異常の警告手段（ランプやブザー）も含む。
コントローラ１００は、上記制御と監視の他に、本実施例の特徴としてのバッテリー２の監視機能を持つ。これについては、後述する。
【００１６】
図１は、コントローラ１００の他に、主電源１、バッテリー２、電源選択手段３、停止手段４、電源切替手段５、負荷１３、報告手段１４，記録手段１５、設定手段１６、を開示した。
【００１７】
主電源１は、前述した、エンジンのクランクシャフトにつながってエンジンによって発電を行う発電機である。発電機が交流発電機（オルタネータ）であれば、その交流出力を直流化する整流器を含む。
【００１８】
バッテリー２は、エンジンの起動用の起動モータの駆動、エンジンの点火制御、等を行うものである。バッテリー２の充電は、上記主電源１である発電機によって行う。
主電源１とバッテリー２とは共働して電力源となり得るが、コントローラ１００に対しては電源モードによって選択的に働く。本実施例では、主電源１とバッテリー２とは、コントローラ１００の電源であり、且つバッテリー２の電圧の監視を、電源選択手段３の選択した電源モードに応じて行う。
【００１９】
電源選択手段（手動切替スイッチ）３は、運転者又は操作者の手動によって電源モードの選択を行う手動切替スイッチである。電源モードには、ＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴがあり、手動によって以下の遷移をする。
立上げ時
ＯＦＦ→ＡＣＣ→ＯＮ１→ＳＴＡＲＴ→ＯＮ２
終了時（エンジン始動後）
ＯＮ２→ＡＣＣ→ＯＦＦ
終了時（エンジン始動前）
ＯＮ１→ＡＣＣ→ＯＦＦ
ＯＮ１はエンジン停止状態で、ＯＮ２はエンジン始動状態を示す。エンジン始動後に、運転者又は操作者が手を離すと、選択状態がＳＴＡＲＴからＯＮ状態に戻る。メンテナンス時には、エンジン始動前に電源モードをＯＦＦにする場合もある。
ここで、ＯＦＦとは電力の供給停止、ＡＣＣとはバッテリー２からの電力の供給、ＯＮとは主電源１からの電力の供給、ＳＴＡＲＴとはエンジンの始動（モータの駆動開始）、を指す。ＳＴＡＲＴはバッテリー２によって始動モータを駆動することで行う。
停止手段４は、コントローラ１００自体を停止させるものであり、この停止はコントローラ１００への電源供給を停止させることで実現させている。
【００２０】
切替手段５は、コントローラ１００へ供給すべき電力を主電源１からのものか停止手段を介して得られるバッテリー２からのものかの、切替を行う。この切替は、選択手段３で選択した電源モードに基づく。
負荷１３は、制御・監視対象としての負荷であり、前述した操作駆動対象、各種センサ等である。
【００２１】
報告手段１４は、コントローラ１００によるバッテリー判断結果のユーザ（運転者又は操作者）への報告手段である。記録手段１５は、このバッテリー判断結果の外部記録手段である。設定手段１６はユーザ（運転者又は操作者）へのバッテリー判断結果の報告時間の設定手段である。
【００２２】
コントローラ１００は、前述したように作業車両の監視と制御を行っているが、図１にはそれらを省略して、バッテリー２の状態監視機能のみを示してある。
コントローラ１００は、電源切替状態判断部７、バッテリー電圧検出部８、記録呼出し部９、記録部１０、記録・報告の終了判断部１１、負荷通過後の電圧検出部１２、処理・制御手段２００を備える。コントローラ１００には、センサ、アクチュエータ等の負荷１３、報告手段１４、外部記録手段１５、設定手段１６、切替手段３、停止手段４、選択手段５、がそれぞれつながる。
コントローラ１００には、切替手段３により選択された電源状態Ａ、停止手段４により選択された電源状態（電圧）Ｂが入力する。
【００２３】
判定部７は、切替手段５の出力Ａを受けて電源切替手段５の切替状態の判定を行う。検出部８は、停止手段４からのバッテリー電圧Ｂの検出を行う。記録部１０はバッテリー電圧８を含む検出結果、各種の設定内容、処理結果、判断結果などの各種の記録を行う。呼出し部９は、この記録部１０からの記録内容の読出を行う。判断部１１は、記録・報告の終了の判断を行う。検出部１２は負荷通過後の電圧の検出を行う。出力部６は、負荷への電圧の出力を行う。処理・制御手段（処理手段と呼んでもよい）２００は、全体の管理と制御、各種判断処理を行う。
【００２４】
コントローラ１００につながる負荷１３は、センサ、アクチュエータ等の負荷に相当する。コントローラ１００は、負荷１３へ出力部６を通して電圧を供給し、負荷１３の動作電圧（例えばセンサ検出値）の取込みを行って検出部１２で検出させる。これにより間接的にバッテリー電圧の状態を検出する。
【００２５】
コントローラ１００につながる報告手段１４（出力手段）は、コントローラ１００の判断結果、対策指令などを、画面、音声などを通じてユーザへ報告する。コントローラ１００につながる記録手段１５はコントローラ１００で得た、バッテリー状態の判断結果を受取り記録する。設定手段は１６は、コントローラ１００からのユーザへの報告時間（間隔を含む）を設定する。これは報告手段１４の報告の時間となる。
【００２６】
尚、記録部１０は、コントローラ１００内の内部記録手段であり、記録手段１５は、外部記録手段である。記録部１０は、コントローラ１００内での処理に必要な諸データ及び処理や判断結果を記憶する。記録手段１５は、記録部１０の内容の外部記録手段として利用する。
【００２７】
記録手段１５は、検出部８で検出したバッテリー電圧の記録、バッテリー状態の判断結果（データ）の記録、等の各種の記録を行う不揮発性のメモリ手段である。検出バッテリー電圧及びバッテリー状態の判断結果は、検出時点の日時を含む時刻、判断結果を出した時点の日時を含む時刻、を含めて記憶する。記録手段１５はバッテリー交換日付を含む交換用データも記録する。記録手段１５は、ユーザへのバッテリー状態警告データ／報告済データも記録する。記録手段１５は、バッテリー状態判断のための、初期設定値、各種作業・管理データも記録する。
【００２８】
報告手段１４は、作業車両操作者や運転者などのユーザへバッテリー状態の監視結果を報告する部位である。報知は、モニタ画面の表示、及び又は音声にて、更には印字によって行う例もある。状態監視結果とは、記録部８に記録したバッテリー状態の判断結果としての、正常／劣化／異常／バッテリーの交換指示（時期を含む）、のいずれかである。
処理・制御手段２００は、全体の処理制御並びにバッテリー監視処理を行う。
【００２９】
図１のコントローラ１００内の要素７〜１３、外部の要素１〜５、１３〜１６は、図６以降のフローチャートの処理でその機能を果す。
【００３０】
図６は、バッテリー状態の監視の全体処理フローを示す。図７〜図１０は、その処理フローの一部の詳細処理フローである。
図６で起動（ステップＳ２やＳ７など）とは、電源の選択手段３による電源モードでの起動であって、ＯＦＦから、ＯＦＦ以外のモードに切替った状態（ＡＣＣとかＯＮとかＳＴＡＲＴとか）を指す。図６での終了（ステップＳ１１、Ｓ１８など）とは、電源の選択手段３による電源モードが他のモード（ＡＣＣとかＯＮとかＳＴＡＲＴとか）からＯＦＦに切替った状態を指す。
ステップＳ１…コントローラ１００内の内部状態の初期化を行う。ここの初期化は、コントローラ１００の立上げ時に行う。
初期化の内容は以下の通り。
「バッテリーの状態」を示すデータを“正常”に設定（状態フラグを、正常を示すフラグに設定）。
起動時のユーザへの報告時間の設定。
「起動時のユーザへの報告」を示すデータを実行待ちに設定。
「起動時のバッテリー状態の判断」を示すデータを実行待ちに設定。
「終了時のユーザへの報告」を示すデータを実行待ちに設定。
終了時のユーザへの報告時間の設定。
「終了時のバッテリー状態の判断」を示すデータを実行待ちに設定。
「終了時のバッテリー状態の記録」を示すデータを実行待ちに設定。
ここで、示すデータを実行待ちとは、図６のステップＳ２以降の処理実行待ちとのことであり、当該データをデータ処理的にはゼロなどの初期値にクリア状態にすることと同義である。即ち、処理実行によって、カギカッコ書きのデータがその実行結果として得られるとの意味である。
【００３１】
ステップＳ２…起動時のバッテリー状態の判断処理が完了しているか否かをチェックする。この判断処理とは、バッテリー状態をデータ的に確認することであり、起動の立上げ時点では未確認の故に、起動されると必ずステップＳ３に移り、更にＳ４〜Ｓ６へと移る。ステップＳ３〜Ｓ６がバッテリー状態の確認判断のための一連の処理フローであり、ステップＳ３に移った後でステップＳ３〜Ｓ６の処理を実行すると、起動時のバッテリー状態の確認判断がなされ、バッテリー判断状態を示すデータが得られ記録部１０に記録されたことになる。そして、それ以降は、ステップＳ３に移ることはなく、必ずステップＳ７以降へと進む。
【００３２】
ステップＳ３…記録部１０に記録されている、終了時のバッテリー状態を示すデータを読出す処理を行う。終了時とは、今回の起動以前であって、作業車両の最新の作業終了（動作終了）でのその終了時点を指す。終了時点の電源モードのＯＦＦ時に必ずバッテリー電圧を検出し、この検出電圧をもとにバッテリー状態の判断を行っており、その結果が記録部１０にデータとして記録されている。これを、読出すとしたのがステップＳ３である。かかる読出したバッテリー状態を示すデータは、後述する図８、図９で使用する。上記バッテリーの状態を示すデータは、検出バッテリー電圧の他に、バッテリーの正常／異常／劣化の判断結果、並びにバッテリー交換データ、を含む。
【００３３】
ステップＳ４…このステップＳ４は、起動時にバッテリー状態を検出する判断処理であり、その詳細は図７により後述する。ここでのバッテリー状態とは、起動時に行われるバッテリーに対する判断結果である。図６のステップＳ１２も同じバッテリー状態の検出処理であるが、ステップＳ１２が終了時の処理である点で異なる。図７の処理内容は後述するが、その処理結果は、起動時のバッテリー状態が正常／劣化／異常のいずれかの判断、並びにバッテリー交換推奨等の指示、である。この判断処理にはそれ以前の終了時のバッテリー状態の判断結果も考慮される。この処理結果は記録部１０に記録する。
ステップＳ５…ステップＳ４で判断結果がでたことで、「起動時の判断」のフラグを“１”にし、判断完了とする。
【００３４】
ステップＳ６…起動時の、ユーザへ報告するバッテリー状態を選択する処理である。起動時のバッテリー状態はステップＳ４（即ち図７の処理）で得られるが、ステップＳ３で記録部１０から読出した終了時のバッテリー状態を示すデータを加味して最終状態判断を行わせることを目的としたのが、このステップＳ６である。この最終判断したバッテリー状態（正常／劣化／異常／交換推奨のいずれか）が報告データとして選択される。この選択したバッテリー状態データは図１１に示す処理にて報告手段１４を介してユーザに提供されるが、このステップＳ６では報告データの作成で処理を終る。
【００３５】
ステップＳ７、Ｓ８…起動時にあっては、必ずステップＳ３〜Ｓ６の処理を行うが、この処理完了後、即ち起動時でのバッテリー状態の判断処理完了後にあっては、必ずステップＳ７に移る。ステップＳ７では、起動時のバッテリー状態の報告即ちステップＳ７による報告が終了かをチェックする。この最初は完了していない故に、必ず、起動時のバッテリー状態の報告処理を行うステップＳ８に移る。そして報告を行う。この報告後にあっては報告完了したことによってステップＳ９へと移る。尚、ステップＳ８の詳細は図８であり、後述する。
【００３６】
ステップＳ９、 Ｓ１０…このステップＳ９は、ユーザへの起動時のバッテリー状態の報告が完了（ステップＳ８）していることを前提にした処理であり、電源モードがＯＦＦ以外かをチェックする。ＯＦＦ以外とは、ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴのいずれかを指す。ＯＦＦであれば、ステップＳ１１に移る。ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴのいずれかであればステップＳ１０へと移り、バッテリーの交換情報の更新を行う。ステップＳ１０での交換情報は記録部１０へ記録させる。
【００３７】
ステップＳ１１…電源モードがＯＦＦ時に働くステップであり、終了時のバッテリー状態の判断処理が完了（ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理完了）しているか否かをチェックする。バッテリー状態の判断処理が完了してない段階では必ずステップＳ１２へと移り、完了していればステップＳ１５へ移る。
【００３８】
ステップＳ１２〜Ｓ１４…終了時にバッテリー状態の判断処理が未だ終了していない段階で必ず動作する処理であり、起動時のステップＳ４〜Ｓ６のステップに相当する。ステップＳ１２でバッテリー状態を検出し、ステップＳ１３で「終了時の判断」データを“完了”にし、ステップＳ１４で終了時の報告するバッテリー状態を選択（決定）する。ステップＳ１２の詳細が図７、ステップＳ１４の詳細が図９である。ステップＳ６での起動時が図８、ステップＳ１４での終了時が図９と区別している。図７、図９の詳細動作は後述する。
【００３９】
ステップＳ１５…終了時にステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が終了した後にあっては、ステップＳ１５へ移る。このステップＳ１５は、バッテリーの状態の記録が記録部１０に記録され完了しているか否かをチェックする。ステップＳ７と同様な処理である。完了していなければステップＳ１６、Ｓ１７の処理を行い、この終了後にあってはステップＳ１７の記録の完了を受けてステップＳ１８へ移る。
【００４０】
ステップＳ１６、Ｓ１７…ステップＳ１６で終了時のバッテリー状態を記録部１０に記録し、ステップＳ１７で記録を完了とする。
【００４１】
ステップＳ１８…終了時のユーザへの報告が完了しているか否かをチェックする。この時点では報告されていないことから、必ずステップＳ１９へと移り、終了時のバッテリー状態を報告手段１４を介して報告する。報告終了後にあっては必ずステップＳ２０へと移る。ステップＳ１９の詳細は図１１であり、後述する。
【００４２】
ステップＳ２０…ステップＳ１９の終了後にあっては、必ずステップＳ２０へと移り、コントローラ１００自体の停止を行う。これは、停止手段４によって、コントローラ１００への入力電源を遮断することで達成する。
【００４３】
図６のステップＳ４、Ｓ１２の詳細処理となる図７の動作を説明する。図７はバッテリー状態の検出処理である。この検出処理では、３つの基準閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３を使う。
Ｖｔｈ１が負荷１３の動作電圧判定用基準閾値である。例えば、操作レバーの駆動電圧やセンサの検出電圧等を含む動作電圧Ｖａが判定対象となる。この検出を行うのが検出部１２であり、この検出電圧Ｖａはコントローラ１００内に取り込まれてＶｔｈ１と大小比較される。Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３はバッテリー２の電圧判定用であり、判定対象は、検出部８によって検出されたバッテリー電圧Ｖｂである。Ｖｔｈ３＜Ｖｔｈ２の関係にあり、Ｖｔｈ３が異常判定用閾値、Ｖｔｈ２が劣化判定用閾値である。Ｖｔｈ３は明かな異常であることの電圧値、Ｖｔｈ２が明かな異常値ではないが動作が安定しないとみられるレベルの電圧値、である。
【００４４】
ステップＳ３０…このステップＳ３０は、検出部１２で検出した負荷の動作電圧Ｖａと第１の異常判定用閾値Ｖｔｈ１との大小比較を行う。Ｖａ＞Ｖｔｈ１であればステップＳ３３へと移りＶａ≦Ｖｔｈ１であればステップＳ３１へ移る。動作電圧Ｖａは、例えば数Ｖの値である。検出部１２での検出目的は、負荷の動作電圧が正常かを知るためである。これにより、バッテリー２の異常を間接的に検出している。検出対象は負荷への供給電圧か、負荷通過後の電圧かのどちらでもよいが、図１の検出部１２では後者の例を示してある。
【００４５】
ステップＳ３１、Ｓ３２…ステップ３１は、ステップＳ３０でのＶａ＜Ｖｔｈ１の条件のもとで、その時の電源モードがＡＣＣであるか否かをチェックする。ＡＣＣとは、主電源１からの供電がなくバッテリー２からの給電がある状態である。ＡＣＣであるときにバッテリーの状態判断を行うものとしており、ＡＣＣであればステップＳ３２へ移り、バッテリー状態を負荷側からみての“異常”とするとのデータにする。これは記録部１０へ記録する。
【００４６】
ステップＳ２９、Ｓ３３…ステップＳ３３は、ステップＳ３０でＶａ＞Ｖｔｈ１であるとき、又は、ステップＳ３１でＡＣＣでないとき即ちＯＦＦ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴのいずれかであるとき、のどちらかの条件でステップＳ２９での検出部８での検出電圧Ｖｂの判定の動作をする。ステップＳ２９の検出部８は、切替手段３の出力電圧がバッテリーからのものであるとき、又は停止手段４の出力であるバッテリー電圧、のいずれかで、バッテリー電圧Ｖｂを検出する。判定では、第２の異常判定用閾値Ｖｔｈ３とＶｂとの大小比較を行う。Ｖｂ＞Ｖｔｈ３であればステップＳ３４へと移り、Ｖｂ≦Ｖｔｈ３であればステップＳ３２へと移り、バッテリー状態を“異常”とするとのデータにする。これは記録部１０へと記録する。尚、バッテリー電圧は例えば２４Ｖであり、これに対応してＶｔｈ２、Ｖｔｈ３が経験的に設定される。
【００４７】
ステップＳ３４、Ｓ３５…ステップＳ３４は、バッテリー検出電圧Ｖｂと劣化判定用閾値Ｖｔｈ２との大小比較を行う。Ｖｂ＞Ｖｔｈ２であればステップＳ３６へ移り、Ｖｂ≦Ｖｔｈ２であれば、ステップＳ３５へと移り、バッテリー状態を“劣化”とするとのデータにする。
【００４８】
ステップＳ３６…ステップＳ３６は、Ｖｂ＞Ｖｔｈ２であるときに、バッテリーの使用期間が交換を推奨する日数を経過したか否かをチェックする。この日数及び使用期間が記録部１０に記録されており、呼出し部９によって読出してチェックを行う。
このステップＳ３６はあくまで念のためのチェックであるが、必ず日常時にその都度行う。
【００４９】
ステップＳ３７、Ｓ３８…ステップＳ３６のチェックの結果、日数経過していれば、ステップＳ３７でバッテリー状態を“交換推奨”とのデータにする。経過していなければステップＳ３８で、バッテリー状態を“正常”とのデータにする。
【００５０】
図６のステップＳ６の、詳細処理である図８の動作を説明する。図８では、現地点でのバッテリー状態の判断結果と、図６のステップＳ３にて記録部１０から読出した終了時のバッテリー状態の判断結果と、を用いてバッテリー状態を選択しながら判断する。
【００５１】
ステップＳ４０、Ｓ４１…ステップＳ４０はステップＳ４で検出したバッテリー状態は“異常”を示すデータか否かチェックする。“異常”を示すデータであれば、ステップＳ４１へと移り、警告すべきバッテリー状態を“異常”とする報告データを作る。
【００５２】
ステップＳ４２…ステップＳ４２は、ステップＳ４０の“異常”でない旨のデータのときに動作し、図６のステップＳ３で記録部１０から読出した終了時のバッテリー状態の判断結果が“異常”であるか否かをチェックする。“異常”であればステップＳ４１へ移り、“異常”でなければステップＳ４３へ移る。
【００５３】
ステップＳ４３、Ｓ４４…ステップＳ４で検出したバッテリー状態が“劣化”か否かをチェックする。“劣化”であればステップＳ４４へ移り、“劣化”の旨の報告データを作る。
【００５４】
ステップＳ４５…ステップＳ４５はステップＳ４で検出したバッテリー状態が“劣化”か否かチェックする。“劣化”であればステップＳ４４へ移り、“劣化”でなければステップＳ４６へと移る。
【００５５】
ステップＳ４６、Ｓ４７…バッテリー状態が“変換推奨”か否かをチェックする。これも図６のステップＳ４（図７）の処理結果を受けての処理となる。“変換推奨”であればステップＳ４７へと移り、報告データとして“変換推奨”なるデータを作る。“変換推奨”でなければ、読出したバッテリー状態が“変換推奨”か否かをチェックし、“変換推奨”であればステップＳ４７へと移る。そうでなければステップＳ４９へと移り、報告するバッテリー状態を“正常”とするデータを作る。
【００５６】
図６のステップＳ１４の、詳細処理である図９の動作を説明する。図９でも、図８と同様、図６のステップＳ４での検出結果と、図６のステップＳ３で読出した検出結果と、を利用する。
【００５７】
ステップＳ５０、Ｓ５１…図６のステップＳ４（図７）のバッテリー状態の検出を受けて、“異常”を示すデータであるか否かをチェックし、“異常”を示すデータであればステップＳ１１へ移り、報告すべきデータとして、“異常”の旨のデータを作る。“異常”を示すデータでなければステップＳ５２へ移る。
【００５８】
ステップＳ５２…読出したバッテリー状態の検出結果が“異常”を示すデータであるか否かチェックし、“異常”を示すデータであればステップＳ５１へ移り、そうでなければ、ステップＳ５３へ移る。
【００５９】
ステップＳ５３、Ｓ５４…図６のステップＳ４で検出したバッテリー状態が“劣化”を示すデータであるかをチェックし、そうであればステップＳ５４へ移り、報告すべきデータとして、“劣化”を示すデータを作る。そうでなければステップＳ５５へ移る。
【００６０】
ステップＳ５５…図６のステップＳ３で読出したバッテリー状態が“劣化”を示すデータか否かをチェックし、そうであればステップＳ５４へ、そうでなければステップＳ５５へ移る。
【００６１】
ステップＳ５６、Ｓ５７…図６のステップＳ４で検出したバッテリー状態が“正常”を示すデータか否かをチェックし、そうであればステップＳ５７へと移り、“正常”の旨のデータを報告データとして作り、そうでなければステップＳ５８へと移り、“交換推奨”の旨の報告データを作る。
【００６２】
図１０、図１１を併せて説明する。これは図６のステップＳ８、Ｓ１９の詳細処理である。
【００６３】
ステップＳ６０、Ｓ７０…起動時、終了時にバッテリー状態を報告手段１４を介してユーザへ報告する。この報告データは、図８、図９で作成した報告データである。
報告の仕方は画面、音声によるガイダンス、ランプの点滅、ブザーの鳴動、操作装置やシートの振動などによる。
ステップＳ６１、Ｓ７１…ユーザへの報告時間を更新する。何時報告したかの報告時間の記録の他、複数回報告すべき設定であれば、その回数の記録等である。この報告時間は設定手段１６によって設定されたものである。
【００６４】
ステップＳ６２、Ｓ７２…更新した時間は、定めた回数（閾値）に達したか否かをチェックする。
ステップＳ６３、Ｓ７３…定めた回数に達したならばユーザーの報告状態を“完了”にする。
【００６５】
以上の各処理フローは一例であって、それ以外の処理フローを否定するものではない。また、図１のコントローラ６は、コンピュータシステムによっても実現できることは云うまでもない。更に、車両としたが、固定型の作業機械にも適用可能である。
【００６６】
次ぎにバッテリーショベルについて説明する。
バッテリーショベルは、排気ガスがなく、騒音振動の少ないことの利点の機械であり、商用電源やバッテリーを含む主電源から電力を供給し、電動モータの制御、アクチュエータの駆動を行うものである。バッテリーを電力供給源としたショベルは、バッテリーからの電力はインバータを介し、複数の電動モータへ供給される。アクチュエータ駆動用の電動モータは、掘削作業等を行うリンク機構を駆動する各アクチュエータのシリングへ圧油を供給する油圧ポンプを、駆動する旋回用の電動モータは、上部旋回体を下部走行体に相対的に回動する旋回機構を直接駆動し、走行用の電動モータは走行機構を直接駆動する。
【００６７】
作業車両として、掘削等の作業行うリンク機構を油圧システムで駆動し、旋回及び走行を電動モータで直動で動かすバッテリー式電動油圧ショベルを例として説明する。
【００６８】
最初に、本実施形態による作業車両である電動ショベルの全体構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による作業車両である電動ショベルの全体構成を示す側面図である。
【００６９】
バッテリーショベル１１Ａは、上部旋回体１２Ａと、リンク機構１３Ａと、下部走行体１４Ａとからなる。また、このシステムでは、リンク機構を油圧で駆動し、上部旋回体１２Ａの旋回及び下部走行体１４Ａの走行は電動モータにより駆動する。
【００７０】
リンク機構１３Ａの構成は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、ブーム３１、アーム３２、バケット３３にそれぞれ駆動力を与える油圧シリンダ３４ａ、３４ｂ、３４ｃとからなる。
【００７１】
下部走行体１４Ａは、主に、トラックフレーム４１と、上部旋回体を回動させる旋回輪ベアリング４２と、走行機構４３Ｌ、４３Ｒと無限軌道覆帯４４Ｌ、４４Ｒとからなる。
【００７２】
次ぎに、作業車両である電動ショベルの上部旋回体１２Ａの構成について説明する。
図５は、電動ショベルの上部旋回体の構成を示す上面図である。
【００７３】
上部旋回体１２Ａは、メインフレーム２０の上に、主にスリップリング２１と、コンダクタ制御盤２２と、インバータ収納部２３と、バッテリー収納部２４と、作動油タンク２５と、油圧制御弁部２６と、油圧ポンプ収納部２７と、旋回機構２８と、運転室２９とが搭載されている。他、オイルクーラ等の補機類があるが、ここでは省略する。
【００７４】
スリップリング２１は、駆動用バッテリー２４１の電力を上部旋回体１２Ａの回動に妨げられる事なく、走行機構４３に伝達する機構である。
【００７５】
インバータ収納部２３は、複数のインバータ２３１ａ、…、２３１ｅ及びインバータ２３１ａ、…、２３１ｅを覆うカバー２３２からなる。本例では、インバータ２３１ａ、を油圧ポンプ駆動用、インバータ２３１ｂが旋回用、２３１ｃ、２３１ｄが走行用、インバータ２３１ｅがパイロット油圧ポンプ駆動用としている。
【００７６】
バッテリー収納部２４は、高電圧で複数の動力用バッテリー２４１と低電圧で複数の制御系電力用バッテリー２４２と、動力用バッテリー２４１及び制御系電力用バッテリー２４２を覆うカバー２４３とからなる。
【００７７】
コンダクタ制御盤２２には図示しないが、動力用バッテリー２４１からの電力のスイッチングを行うコンダクタや、ブレーカが設置してある他、バッテリーを管理するバッテリーコントローラがある。
【００７８】
油圧制御弁部２６は、リンク機構に油圧を供給する油圧制御弁２６１と、油圧制御弁２６１を制御するパイロット弁２６２とからなる。
【００７９】
油圧ポンプ収納部２７は、油圧ポンプ用電動モータ２７１と、油圧ポンプ２７２と、電動モータ２７１及び油圧ポンプ２７２の軸を連結するカップリング２７３と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４と、パイロット油圧ポンプ２７５と、電動モータ２７４及びパイロット油圧ポンプ２７５の軸を連結するカップリング２７６と、これらを覆うカバーとからなる。電動モータ２７１、２７４は、３相交流とし、バッテリーからの直流／交流変換にインバータを用いている。
【００８０】
以上のバッテリーショベルにあっても、コンピュータシステムを含む、制御処理手段としてのコントローラを持つ。このコントローラの専用電源としてコントローラ用バッテリーがある。このコントローラ用バッテリーは、前記主電源と区別される。制御処理手段としてのコントローラは、操作レバーを含む各種アクチュエータの制御、各種センサ類の駆動、並びにそれらの制御に必要な処理、アクセサリ系の制御、モニタ画面の制御、及びこの制御のための各種の処理を行う。
コントローラはその内部に図１等で示したコントローラ用バッテリーの監視機能を備える。
【符号の説明】
【００８１】
１ 主電源
２ バッテリー
３ 選択手段
４ 停止手段
５ 切替手段
８ バッテリー電圧検出部
１０ 記録部
１４ 報告手段
１００ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項２】
上記検出部での検出バッテリー電圧は、作業車両のセンサ等の負荷の印加又は通過電圧から得た値とする請求項１の作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項３】
上記検出部での検出バッテリー電圧は、バッテリーの出力電圧とする請求項１の作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項４】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの各電源モードの選択手段を有する作業車両において、
バッテリー電圧の検出部と、
起動時及び終了時にバッテリーの異常／劣化／正常／バッテリーの交換要、のいずれかを示すバッテリー状態判断結果を得る処理部と、
出力手段と、
起動時及び終了時に、電源モードが、上記検出部で検出した検出バッテリー電圧と、起動時及び終了時に上記処理部で得たバッテリー状態判断結果と、バッテリー交換情報と、を記録する記録部と、
上記処理部は、起動時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの起動前の終了時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、終了時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの終了前の起動時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、
上記出力手段は、この起動時及び終了時のバッテリー状態判断結果を報告するものとした、
作業車両の監視装置。
【請求項５】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
記録部と、上記選択手段によって上記主電源モードがＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリーの出力電圧Ｖｂを検出する検出部と、
この検出部で検出したバッテリーの出力電圧Ｖｂを、上記記録部に記憶させると共に、この記録した検出バッテリー電圧Ｖｂを、異常判断閾値Ｖｔｈ３と比較し、検出バッテリー電圧Ｖｂが、異常判断閾値Ｖｔｈ３以下のときに異常の旨の判断結果データ、異常判断閾値Ｖｔｈ３よりも大きく且つ劣化判断閾値Ｖｔｈ２以下のときに劣化の旨の判断結果データ、劣化判断閾値Ｖｔｈ２よりも大きいときに正常の旨の判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項６】
上記記録部には、バッテリー変換情報を記録しておき、上記処理手段は、上記判定結果データの作成の他に、上記記録部に記録したバッテリー交換情報を読出してバッテリー交換指示の報知データを作成し、上記記録部にバッテリー交換情報の一部として記録し、上記報告手段は、このバッテリー交換指示のデータをも報知させるものとした請求項１記載の作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項７】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしての選択手段と、を有する作業車両において、
上記選択手段の電源モードに従って主電源とバッテリーとの電源の切替を行う切替手段と、
この切替手段からの出力を電源として、作業車両のアクチュエータ及びセンサ類の制御・監視を行うと共に、バッテリーの監視手段を有するコントローラと、
を備え、
上記バッテリー監視手段は、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項１】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項２】
上記検出部での検出バッテリー電圧は、作業車両のセンサ等の負荷の印加又は通過電圧から得た値とする請求項１の作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項３】
上記検出部での検出バッテリー電圧は、バッテリーの出力電圧とする請求項１の作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項４】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの各電源モードの選択手段を有する作業車両において、
バッテリー電圧の検出部と、
起動時及び終了時にバッテリーの異常／劣化／正常／バッテリーの交換要、のいずれかを示すバッテリー状態判断結果を得る処理部と、
出力手段と、
起動時及び終了時に、電源モードが、上記検出部で検出した検出バッテリー電圧と、起動時及び終了時に上記処理部で得たバッテリー状態判断結果と、バッテリー交換情報と、を記録する記録部と、
上記処理部は、起動時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの起動前の終了時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、終了時にあっては、上記記録部に記録した、その時検出した検出バッテリー電圧とこの終了前の起動時のバッテリー判断結果とに基づいてバッテリー状態判断結果を得るものとし、
上記出力手段は、この起動時及び終了時のバッテリー状態判断結果を報告するものとした、
作業車両の監視装置。
【請求項５】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしてのＯＦＦ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴＡＲＴの選択手段と、を有する作業車両において、
記録部と、上記選択手段によって上記主電源モードがＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリーの出力電圧Ｖｂを検出する検出部と、
この検出部で検出したバッテリーの出力電圧Ｖｂを、上記記録部に記憶させると共に、この記録した検出バッテリー電圧Ｖｂを、異常判断閾値Ｖｔｈ３と比較し、検出バッテリー電圧Ｖｂが、異常判断閾値Ｖｔｈ３以下のときに異常の旨の判断結果データ、異常判断閾値Ｖｔｈ３よりも大きく且つ劣化判断閾値Ｖｔｈ２以下のときに劣化の旨の判断結果データ、劣化判断閾値Ｖｔｈ２よりも大きいときに正常の旨の判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項６】
上記記録部には、バッテリー変換情報を記録しておき、上記処理手段は、上記判定結果データの作成の他に、上記記録部に記録したバッテリー交換情報を読出してバッテリー交換指示の報知データを作成し、上記記録部にバッテリー交換情報の一部として記録し、上記報告手段は、このバッテリー交換指示のデータをも報知させるものとした請求項１記載の作業車両のバッテリー監視装置。
【請求項７】
主電源と、バッテリーと、主電源とバッテリーとの切替を含む電源モードとしての選択手段と、を有する作業車両において、
上記選択手段の電源モードに従って主電源とバッテリーとの電源の切替を行う切替手段と、
この切替手段からの出力を電源として、作業車両のアクチュエータ及びセンサ類の制御・監視を行うと共に、バッテリーの監視手段を有するコントローラと、
を備え、
上記バッテリー監視手段は、
起動時及び終了時の電源モードが、ＯＦＦからＯＮへの選択時、ＯＮからＯＦＦへの選択時に、上記バッテリー電圧を検出する検出部と、
この起動時及び終了時の検出部で検出したバッテリー電圧及び、バッテリー交換情報を上記記録部に記憶させると共に、起動時及び終了時に、この記録したバッテリー電圧が異常か否か、バッテリー交換情報に基づいてのバッテリー交換要か、を示す判断結果データを作成し、上記記録部に記録させる処理手段と、
この作成した判断結果データを出力する出力手段と、
を備える作業車両のバッテリー監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６２６６１（Ｐ２０１２−６２６６１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６６４８（Ｐ２０１０−２０６６４８）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]