JP4504940B2 - 作業車両の状態表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータを主動力源とし、車載バッテリや外部電源を電動モータの駆動電源とする建設機械や産業機械などの作業車両の状態表示装置に関する。
建設機械や産業機械などの土木工事や産業廃棄物の処理などに用いられる作業車両には、排気ガス規制や騒音・振動の規制などが求められている。作業車両において、このように排気ガスや騒音・振動が問題となる主要因は、エンジンを駆動源としていることによるものである。これに対し、排気ガスを全く排出せず、騒音・振動も大幅に低減した電動式の建設機械も存在する。かかる電動式の建設機械では、主駆動源として電動モータが用いられ、商用電源やバッテリからかかる電動モータに電力を供給することにより、かかる電動モータによってアクチュエータが駆動されて建設作業が行なわれるようにしている。
地下などのエンジン排気を行なうことができない現場では、かかる電動式の建設機械が用いられることが多く、外部の商用電源によって電動モータを駆動することによって作業が行なわれる。しかしながら、かかる電動式の作業車両では、その作業中、外部電源との間に電力ケーブルが接続されているため、これが作業車両の移動や旋回の妨げとなり、作業動作に制約が加わることになる。
かかる問題を解消できるものとして、バッテリを搭載し、これを電動モータの電力供給源(電力源)とする電動式の建設機械が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に記載の技術は、バッテリを搭載したショベルであって、バッテリからインバータを介して複数の電動モータに電力を供給し、これら電動モータにより、掘削作業などを行なうリンク機構を駆動する各アクチュエータのシリンダヘ圧油を供給する油圧ポンプを駆動するものである。かかるショベルでは、バッテリの残量を検出する手段が備えられており、この残量が減少して予め設定された閾値に達したことが検知されると、バッテリからの電力供給を制限してアクチュエータの作動を制限するとともに、その旨を知らせる警報を発する警報手段が設けられている。この閾値はショベルが自力で充電施設まで移動できる程度のバッテリ残量を表わすものであり、警報の発生とともにショベルを充電施設まで移動させることにより、ショベルが立ち往生するのを防止できるようにしている。
特開平11−107320号公報
ところで、上記特許文献1に記載の発明によると、バッテリの残量が少なくなったときに、立ち往生するようなバッテリ残量となるのを回避でき、バッテリの残量が少なくなると、充電施設でバッテリの充電を行なうことができるものであるが、このために、作業が中断してしまうことになる。
かかる事態を回避するためには、ショベルを充電施設と電力ケーブルで接続可能とし、作業中でも、ショベルに載置されるバッテリをこの充電施設からの電力によって充電できるようにすることが考えられる。
しかしながら、このように、ショベルを充電施設と電力ケーブルで接続した状態で作業を行なうと、バッテリの残量については注意する必要がなくなるが、電力ケーブルを接続してバッテリの充電ができるようにした状態では、上記のように、この電力ケーブルによってショベルの移動範囲や旋回動作が制限を受けることになるから、ショベルのオペレータとしては、このショベルに電力ケーブルが接続されているか否かを常に知っていることが必要であり、このためには、オペレータがかかるショベルの状態を容易に確認できるようにすることが望まれる。
また、電動式の作業機械や産業機械などの作業車両では、騒音レベルが低いため、アクチュエータが駆動されているかどうかを判断することが難しい。このため、かかる作業車両の状態を容易に判断できるようにすることも望まれる。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、オペレータが作業車両の状態を、この作業車両がいかなる状態にあっても、容易にかつ確実に確認することができるようにした状態表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、作業のための駆動部に電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力ケーブルが着脱可能なコネクタと、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、該外部電源からの電力で該バッテリを充電する充電部とを備えた作業車両の状態表示装置であって、該バッテリの増減するバッテリ残量を表わすバッテリインジケータと、該電力ケーブルを表わす電力ケーブルインジケータとが表示され、該電力ケーブルが該コネクタに接続されている状態を該バッテリインジケータに該電力ケーブルインジケータが接続された状態で表わすことを特徴とするものである。
また、本発明は、前記駆動部を操作可能な状態では、前記駆動部のインジケータを表示するとともに、該バッテリインジケータと前記駆動部のインジケータとを接続する電力供給ラインのインジケータを表示することを特徴とするものである。
また、本発明は、前記作業車両は、前記バッテリから使用できる電力量の上限値を切り換える電力使用モードを有し、該電力使用モードに応じて、前記電力供給ラインのインジケータの太さを異ならせることを特徴とするものである。
また、本発明は、前記作業車両は、前記駆動部の駆動を禁止させるロック機構を有しており、 該ロック機構が有効となっている前記駆動部のロック状態では、前記電力供給ラインのインジケータの表示を中止することを特徴とするものである。
また、本発明は、前記作業車両は、電力によって駆動される走行系の駆動部を有しており、前記電力ケーブルが前記コネクタに接続されていて、かつ、走行が不可能な状態では、前記駆動部のうちの少なくとも該走行系の駆動部のインジケータから前記電力供給ラインのインジケータが分離されて表示されることを特徴とするものである。
また、本発明は、前記作業車両は、電力によって駆動される旋回系の駆動部を有しており、前記電力ケーブルが前記コネクタに接続されていて、かつ、旋回が不可能な状態では、前記駆動部のうちの少なくとも該旋回系の駆動部のインジケータから前記電力供給ラインのインジケータが分離されて表示されることを特徴とするものである。
本発明によると、作業車両の状態を画面表示するものであるから、オペレータは、運転室に居ながらかかる状態を確認することができて、状態確認のための手間が軽減されるものであって、作業車両にバッテリ充電のための電力ケーブルが接続されていても、これも容易かつ確実に確認することができ、電力ケーブルを接続したままでの作業の安全性を確保することができる。
また、本発明によると、画面表示から作業車両の作業動作可能か否かを確認することができ、オペレータは作業開始などをスムーズに実行することが可能となるし、電力の使用モードも容易かつ確実に確認できて、作業に応じた電力の消費状況の選択が容易となる。
また、本発明によると、オペレータは、画面表示から駆動部のロック状態を容易かつ確実に確認することができ、作業車両の安全性を容易かつ確実に確保できる。
また、本発明によると、電力ケーブルがバッテリ充電のために接続されているときには、前記駆動部のうちの少なくとも走行系がロック状態となり、このことが画面表示で表示されるので、オペレータとしては、電線ケーブルが接続されているかどうかの直接の確認も不要となり、かかるロック状態を認識した上での作業操作を直ちに始めることが可能となる。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明による作業車の状態表示装置を備えた作業車両を示す概略側面図であって、一例として、電動式のショベルを示しており、1はこの実施形態のショベル、2は上部旋回体、3は下部走行体、4は運転室、5はリンク機構(フロント)、5aはブース、5bはアーム、5cはバケット、6は旋回輪、7は走行履帯、8は走行モータ、9はバッテリ、10は外部電源、11は電力ケーブルである。
以下では、作業車両をショベルを例に説明するが、本発明はこれに限るものではない。
図1において、ショベル1は、下部走行体3とその上に旋回輪6によって旋回可能に取り付けられた上部旋回体2とで構成されている。上部旋回体2には、オペレータが作業のための操作を行なう各種スイッチや作業(即ち、走行,旋回,リンク機構5の駆動)用の操作レバー,ロックレバーなどの操作部材やショベル1の状態などを表示する後述の表示装置などが設けられた運転室4と、この運転室4でのオペレータの操作によって掘削などの作業を行なうリンク機構5とが設けられている。
このリンク機構5は、上部旋回体2に設けられた回転軸(図示せず)に取り付けられて垂直な面内で回転可能なブーム5aと、このブーム5aの先端部に設けられた回転軸に取り付けられて垂直な面内で回転可能なアーム5bと、このアーム5bの先端部に設けられた回転軸に取り付けられて垂直な面内で回転可能なバケット5cとからなり、これらブーム5a,アーム5b及びバケット5cが図示しないアクチュエータの駆動によって回転動作し、所定の作業が行なわれる。
上部旋回体2には、旋回モータ(図示せず)が設けられており、運転室4での操作によってこの旋回モータを駆動することにより、旋回輪6が回転し、上部旋回体2が下部走行体3上で回転する。また、下部走行体3には、走行履帯7とこれを駆動する走行モータ8が設けられている。なお、下部走行体3の図示とは反対側にも、図示しないが、同様の走行履帯7と走行モータ8とが設けられている。運転室4での操作によって走行モータ8が動作し、これによって走行履帯7が駆動されることにより、下部走行体3、従って、ショベル1が前進あるいは後退などの走行動作をする。
上部旋回体2には、また、バッテリ9が搭載されており、旋回輪6を駆動する旋回モータや走行モータ8,リンク機構5でのアクチュエータに圧油を供給して駆動するための油圧ポンプのモータ(油圧モータ)などのための電源として用いられる。
上部旋回体2には、さらに、図示しないが、後述の充電装置と外部電源接続口とが設けられており、この外部電源接続口に電力ケーブル11を接続することにより、外部電源10をこの充電装置に接続できる。そこで、この電力ケーブル11、従って、外部電源10がショベル1の上部旋回体2に着脱可能であって、電力ケーブル11が接続されたときには、充電装置を介して、バッテリ9が外部電源10によって充電可能となる。
図2は図1におけるショベル1に設けられた制御システムの一具体例を示す構成図であって、8Lは左走行モータ、8Rは右走行モータ、12は制御装置、12aは制御処理部、12bは記憶部、12cは演算処理部、12dは画像処理部、12eはタイマ、13は外部電源接続口、14は充電装置、15a,15bは開閉スイッチ、16,17,18L,18Rはインバータ、19はリンク機構5(図1)の駆動モータ、20は旋回モータ、21は油圧ポンプ、22は状態表示装置であり、図1に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
同図において、後述する制御処理部12aや記憶部12b,演算処理部12c,画像処理部12d,タイマ12eなどからなる制御装置12や運転室4(図1)内に設けられた操作部(図示せず)の各種スイッチ,各種操作レバー,ロックレバーに、図示しない補助電源(制御装置用電源)から、例えば、24Vの補助電源電圧Vsが供給されている。
操作部でのキー穴に挿入された起動キーの状態に応じて、図示しないキースイッチはOFF,ON,STARTのいずれかの状態にある。起動キーが単にキー穴に差し込まれただけの状態にあるときには、キースイッチはOFF状態にあり、起動キーを操作しない限り、このOFF状態がそのまま維持される。このキースイッチのOFF状態で起動キーを廻すと、キースイッチはOFF状態からON状態に移る。この場合も、起動キーを操作しない限り、このON状態がそのまま維持される。キースイッチのON状態で起動キーをさらにOFF状態からON状態にしたのと同じ方向に廻すと、キースイッチはON状態からSTART状態に移る。この場合、一般のエンジン起動キーのキースイッチと同様、このSTART状態で起動キーから手を離すと、キースイッチは自動的にON状態に戻り、起動キーもキースイッチがON状態にあるときの状態まで自動的に廻って戻る。
操作部でのキー穴に起動キーを挿入して廻し、キースイッチをOFF状態からON状態にすると、画面切換信号SD4が制御装置12に供給され、これにより、制御装置12は状態表示装置22に補助電源電圧Vsを供給してそれを可動状態にする。そして、キースイッチがON状態にあるときに、起動キーを廻してキースイッチをSTART状態にすると、キースイッチ信号SD1が制御装置12に供給される。これにより、制御装置12は切換制御信号SC1を開閉スイッチ15aに送り、これをON(閉じた)状態にする。この開閉スイッチ15aがON状態にあるときには、バッテリ9からの、例えば、300Vの高圧の直流電源電圧が開閉スイッチ15aを介して各インバータ16,17,18L,18Rに供給され、操作レバーを操作することによってショベル1が作業可能な可動状態となる。この状態で起動キーから手を離してキースイッチがON状態となっても、かかる可動状態がそのまま維持される。また、かかる可動状態で、起動キーの操作により、キースイッチをON状態からOFF状態にすると、キースイッチ信号SD1が供給されなくなり、これとともに、制御装置12は開閉スイッチ15aに切換制御信号SC1を送り、これをOFF(開いた)状態にする。これにより、各インバータ16,17,18L,18Rへの電力の供給がなくなり、操作レバーを操作してもショベル1の作業が行なわれない停止状態となる。
ショベル1が可動状態にあって、作業用の操作レバー(以下、単に操作レバーという)が操作されると、操作レバーの操作量に応じたレバー操作量信号SD2が制御装置12に供給される。これにより、制御装置12は、操作レバーの夫々に該当するインバータ16,17あるいは18L,18Rに指令信号SC3を送り、その操作量に応じた動作をさせる。また、ロックレバーが操作されると、ロックレバー信号SD3が制御装置12に供給され、制御装置12は切換制御信号SC1を開閉スイッチ15aに送り、これをOFF状態にする。これにより、キースイッチがON状態にある可動状態にありながら、ショベル1は操作レバーを操作しても動作(作業)しないロック状態になる。
なお、インバータ16や駆動モータ19,油圧ポンプ21,図示しないアクチュエータなどのリンク機構5を動作させるためのシステムを、以下、油圧系といい、インバータ17や旋回モータ20などの上部旋回体2を旋回させるためのシステムを、以下、旋回系といい、インバータ18L,18Rや走行モータ8L,8Rなどの下部走行体3を走行させるためのシステムを、以下、走行系という。また、これらの系を総称して駆動系という。
インバータ16,17,18L,18Rは、バッテリ4からの直流電源電圧を交流電圧に変換し、これに接続された駆動モータ19,20,8L,8Rの交流電源電圧を作成するものであって、制御装置12からの指令信号SC3に応じて、動作がON,OFF制御されるとともに、操作レバーの操作量に応じて交流電源電圧のデューティ比や極性が制御される。これにより、これら駆動モータ19,20,8L,8Rの回転速度や回転方向が制御される。駆動モータ19の回転速度や回転方向に応じて油圧ポンプ21が圧油を図示しないアクチュエータに送り、これにより、リンク機構5(図1)がその駆動用の操作レバーの操作に応じた動作をする。また、旋回モータ20の回転速度に応じた速度で回転方向に応じた方向に旋回輪6(図1)が回転し、これにより、旋回用の操作レバーの操作に応じて上部旋回体2(図1)が旋回動作をする。また、左走行モータ8Lと右走行モータ8Rとの回転速度と回転方向とにより、下部走行体(図1)、従って、ショベル1が走行用の操作レバーの操作に応じた速度で前進もしくは後進する。また、ロックレバーが操作されると、上記のように、ロックレバー信号SD3によって制御装置12が切換制御信号SC1を発生し、これにより、開閉スイッチ15aがOFF状態になってショベル1がロック状態となる。
ここで、駆動モータ19は、油圧ポンプ21を駆動するものであるが、この油圧ポンプ21は、図1に示すショベル1のリンク機構5でのブーム5aを動作させるためのアクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、同じくアーム5bを動作させるためのアクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、同じくバケット5cを動作させるためのアクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプとをまとめて示すものであり、従って、駆動モータ19やインバータ16も、これら油圧ポンプ毎の駆動モータやインバータをまとめて示すものである。
ここで、ショベル1の上部旋回体2(図1)の後部には、電力ケーブル11が着脱可能な外部電源接続口13とこれに接続された充電装置14とが設けられており、外部電源10からの電力ケーブル11がこの外部電源接続口13に接続されると、この外部電源10から電力ケーブル11を介して充電装置14に交流電圧が供給され、ここで直流電圧に変換されて、開閉スイッチ15bを介し、バッテリ9に供給される。これにより、バッテリ9が充電される。この開閉スイッチ15bは制御装置12からの切替制御信号SC2によってON,OFF(開閉)制御される。また、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続され、充電装置14に外部電源10から交流電圧が供給されて充電用の直流電圧が生成されると、充電装置14はこれを検出して、電力ケーブル11が外部電源接続口13、従って、ショベル1に接続されたことを示す外部電力接続信号DSを発生し、制御装置12に供給する。
制御装置12は、この充電装置14からの外部電源接続信号DSを取り込み、外部電源接続口13に電力ケーブル11が接続されたか否かを常時監視しており、外部電源接続口13に電力ケーブル11が接続されると、切換制御信号SC2を発生して開閉スイッチ15bをON(閉じた)状態にする。これにより、外部電源接続口13に電力ケーブル11を接続すると、充電装置14によって自動的にバッテリ9の充電が行なわれる。
また、制御装置12は、常時バッテリ9のバッテリ残量DBを検出しており、バッテリ9の充電量が満杯(100%のバッテリ残量)になったことを検出すると、切替制御信号SC2を発生して、開閉スイッチ15bをOFF(開いた)状態にする。これにより、バッテリ9の充電が自動的に終了する。電力ケーブル11を外部電源接続口13から取り外したときにも、制御装置12は切替制御信号SC2を発生し、開閉スイッチ15bをOFF状態にする。なお、ショベル1がいかなる状態にあっても、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されているときには、バッテリ9のバッテリ残量が次第に低減して規定のバッテリ残量(以下、充電開始レベルといい、例えば、満杯の90%のバッテリ残量)未満になると、充電装置14からバッテリ9に充電が開始され、満杯となるまで充電が行なわれる。
図3は以上のショベル1の状態とこれらの関係を示す図であって、S0は停止状態、S1は可動状態、S2は充電状態、S3は可動/充電状態である。
同図において、停止状態S0は、上記のように、キースイッチがOFF状態にあり、図2での開閉スイッチ15aがOFF状態にあって、インバータ16,17,18L,18Rに電力が供給されていない状態である。但し、状態表示装置22(図2)は、補助電源電圧が供給されて可動状態にある。
かかる停止状態S0で起動キーを廻してキースイッチをSTART状態に保持することにより、キースイッチ信号SD1(図2)がスタートすると、上記のように、開閉スイッチ15aがON状態となり、油圧系,旋回系及び走行系にバッテリから電力が供給されて、操作レバーの操作によるショベル1の作業動作が可能な可動状態S1となる。可動状態を確認して起動キーから手を離すと、キースイッチはSTART状態からON状態に戻る。また、かかる可動状態S1でキースイッチをOFF状態に戻すと、停止状態S0に戻ることになる。
この可動状態S1は電力ケーブル11が外部電源接続口13(図2)に接続されていない状態をいうものであるが、停止状態S0で電力ケーブル11を外部電源接続口13に接続すると、バッテリ9が外部電源10から充電装置14を介して充電される充電状態S2となる。この場合、上記のように、バッテリ9のバッテリ残量が上記の充電開始レベル以上であるときには、開閉スイッチ15bがOFF状態に保持され、充電は行なわれない。この充電状態S2は、キースイッチがOFF状態にあって、開閉スイッチ15aがOFF状態にあるものであって、かかる充電状態S2で電力ケーブル11を外部電源接続口13から取り外すと、充電状態S2が解除されて停止状態S0に戻る。これとともに、ON状態にあった開閉スイッチ15bは、制御装置12からの切換制御信号SC2により、自動的にOFF状態となる。
可動状態S1にあるときに電力ケーブル11を外部電源接続口13に接続すると、あるいは、充電状態S2にあるときに起動キーを廻して、キースイッチをSTART状態に保持すると、バッテリ9を充電しながら、油圧系,旋回系及び走行系にバッテリ9から電力が供給され、操作レバーの操作によるショベル1の作業動作が可能な可動/充電状態S3となる。
ところで、以上の停止状態S0,可動状態S1,充電状態S2,可動/充電状態S3を総称して通常状態Sということにするが、かかる通常状態Sでロックレバーをロック操作すると、上記のように、開閉スイッチ15a(図2)がOFF状態となって各インバータ16,17,18L,18Rへの(従って、油圧系,旋回系及び走行系への)バッテリ9からの電力供給が遮断された状態に保持されるロック状態S4となり、ショベル1の駆動部の駆動が禁止される。また、かかるロック状態S4でロックレバーをアンロック操作すると、通常状態Sに戻る。
ここで、ロックレバーは、オペレータが運転室4(図1)に乗り降りする場所に設けられており、アンロックされた状態では、この乗り降りができない状態になっている。このため、オペレータが運転室4に乗り降りするときには、ロックレバーをロック操作をして乗り降りの邪魔にならないようにする。これにより、ショベル1が通常状態Sにあっても、即ち、停止状態S0,可動状態S1,充電状態S2,可動/充電状態S3のいずれの状態にあっても、オペレータが運転室4から降りるときには、必ずロックレバーがロック操作され、これによってロック状態S4となる。オペレータが運転室4に乗るときには、ロックレバーがロック操作された状態にあるので、そのまま乗ることができ、このときロック状態S4が保持されるが、ロックレバーをアンロック操作することにより、通常状態Sにすることができる。
なお、ロック状態S4にあっても、上記のように、キースイッチをOFF状態からON状態にしたときには、画面切換信号SD4が制御装置12に供給され、これによって状態表示装置22が可動状態となる。
また、ロック状態S4になる直前の通常状態Sとロック状態S4の解除直後の通常状態Sとが異なることもある。例えば、オペレータが停止状態S1でロックレバーのロック操作をしてロック状態S4とし、運転室4から降りて電力ケーブル11を外部電源接続口13に接続し、しかる後、運転室4に戻ってロックレバーをアンロック操作すると、ロック状態S4が解除されて充電状態S2となる。
以上の構成のショベル1において、運転室4内に設けられた状態表示装置22(図2)は、このショベル1の状態を表示するものであって(但し、かかる状態以外の画像表示も可能である)、かかる状態表示装置22の第1の実施形態について説明する。
図2において、制御装置12は、上記各種の入力信号SD1〜SD3や外部電源接続信号DSに応じてショベル1の状態S1〜S4(図3)を判定し、切換制御信号SC1,SC2指令信号SC3などを発生する制御処理部12a,状態表示装置22に表示する画像情報などを記憶した記憶部12b,バッテリ9のバッテリ残量DBを検出して演算処理などを行なう演算処理部12c,記憶部12bから読み出した画像情報や演算処理部12cでの処理結果を状態表示装置22に表示させるために処理する画像処理部12d,時間計測のためのタイマ12eなどを備えており、入力信号SD1〜SD3や外部電源接続信号DSから制御処理部12aで判定される状態に応じた画像情報を記憶部12bから読み取り、これと演算処理部12cの処理結果とを画像処理部12dで処理して状態表示装置22の表示画面に表示させる。
これにより、図3に示す状態S1〜S4毎に、その状態を表わす画面(状態画面)が表示されるが、以下、その具体例について説明する。
図4は本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での停止状態S0であるときの状態表示画面の一具体例を示す図であり、23aは状態表示画面、24はバッテリインジケータ(指示画像)、24aはバッテリ残量インジケータ、24bは警報レベル、25はバッテリ残量値表示エリア、26はバッテリ使用可能時間表示エリア、27は使用電源表示エリア、27aはバッテリ使用表示エリア、27bは外部電源使用表示エリアである。
同図において、停止状態S0では、状態表示装置22の表示画面には、バッテリインジケータ24やバッテリ残量値表示エリア25,バッテリ使用可能時間表示エリア26,使用電源表示エリア27からなる状態表示画面23aが表示される。
バッテリ9を表わすインジケータ24は縦長の矩形状の枠で表示され、この枠内にバッテリ9(図2)の現時点でのバッテリ残量を表わすバッテリ残量インジケータ24aがバッテリインジケータ24の下辺からの深さでもって表わされる。また、このバッテリインジケータ24には、警報レベル24bが設けられている。このバッテリ残量インジケータ24aは、バッテリ9の検出されるバッテリ残量値を演算処理部12cで演算処理することによって得られるものであって、バッテリ残量が100%(即ち、満杯)であるとき、バッテリインジケータ24全体がバッテリ残量インジケータ24aとなり、記憶部12bから読み出されたバッテリインジケータ24と警報レベル24bにこの演算処理結果が合成されることによって表示される。
なお、バッテリ残量インジケータ24aのレベルが警報レベル24b以下となると、外部電源10(図2)から充電がなされていない停止状態S0や可動状態S1では、図示しないが、状態表示画面23aに警報画面が表示されるとともに、警報が発せられる。
バッテリ残量値表示エリア25には、バッテリ9の現時点でのバッテリ残量が数値(%)で表示され、バッテリ使用可能時間表示エリア26には、現時点からこのときの状態でバッテリ9を電源として使用した場合のバッテリ残量が警報レベル24bに達するまでの時間(h)を表わすものである。これら現時点でのバッテリ残量やバッテリ使用可能時間は演算処理部12cの演算処理によって得られ、これらがバッテリ残量値表示エリア25やバッテリ使用可能時間表示エリア26に重畳されて表示される。ここでは、バッテリ残量表示エリア25にバッテリ残量が「83%」と表示され、バッテリ使用可能時間表示エリア26にバッテリ使用可能時間が「3.4h(3.4時間)」と表示されている状態を示す。この場合には、バッテリインジケータ24のバッテリ残量インジケータ24aは、バッテリ残量が「83%」である状態を示している。
ここで、バッテリ使用可能時間表示エリア26に表示されるバッテリ使用可能時間は、現時点での電力消費速度で電力を消費した場合の現時点からバッテリ残量が警報レベル24bになるまでの時間を表わすものであり、タイマ12e(図2)によって時間計測し、所定時間(例えば、30分間)毎にこの所定時間でのバッテリ9の電力消費速度の平均と現時点での電力消費速度とを基に求めるものである。ここで、電力消費速度は単位時間当たりの電力消費量である。
いま、上記所定時間をTsとして、現時点をt0、これより所定時間Ts前の時点をt-1、この時点t-1より所定時間Ts前の時点をt-2とする。ここで、時点t-2から時点t-1までの平均電力消費速度をV-1とすると、この時点t-1でのバッテリ使用可能時間T-1は、この時点t-1からこの平均電力消費速度V-1でバッテリ9の電力(バッテリ残量)Pを警報レベル24bまで消費するに要する時間を表わすものである。従って、
-1=P/V-1 ……(1)
である。
また、時点t-1から現時点t0までの期間でのバッテリ9の電力消費量をΔPとし、この期間での平均電力消費速度をV0とすると、
ΔP=Ts・V0 ……(2)
であり、この平均電力消費速度V0を現時点での電力消費速度として、現時点t0から電力消費速度V0でバッテリ9の電力を警報レベル24bまで消費するのに要する時間、即ち、現時点t0でのバッテリ使用可能時間T0は、このときのバッテリ残量を(P−ΔP)として、
0=(P−ΔP)/V0 ……(3)
となり、これら式(1)〜(3)により、
0=(T-1・V-1/V0)−Ts ……(4)
となる。
但し、バッテリ9の電力を消費しない期間(V0=0)では、タイマ12e(図2)の動作も停止して時間計測せず、上記の計算に入れない。所定時間Tsは、実際にバッテリ9の電力が消費される時間であり、途中でショベル1の動作が停止して一時電力の消費がない場合には、タイマ12eも時間計測を中止して所定時間Tsを計測しない。
ここで、上記式(4)での右辺第1項は、バッテリ残量がPのときに電力消費速度V-1で消費したときのバッテリ使用可能時間T-1を電力消費速度V0で消費したときの時間に変換したものであり、これから所定時間Tsを差し引くことにより、現時点t0でのバッテリ使用可能時間T0が求められる。
なお、以上のようにして求められたバッテリ残量(P−ΔP)、電力消費速度V0,V-1、バッテリ使用可能時間T0が制御装置12の記憶部12bに格納される。即ち、所定時間Ts毎に求められてこれらの情報は、記憶部12bに記憶されることにより、1回前に求められて記憶されたかかる情報を更新する。従って、キースイッチがOFF状態となって全ての電源がOFF状態になっても、上記の情報はそのまま記憶部12bに保存されることになり、次に、キースイッチをON状態にして停止状態S0にしたときには、初期表示として、上記の記憶部12bに保存されている情報が用いられる。初期状態S0での状態表示画面23aでは、かかる情報を用いて求められたバッテリ使用可能時間が表示される。後述の図5に示す可動状態S1での状態表示画面23b2,23b3では、上記の式(4)に基づいて計算されたバッテリ使用可能時間T0が表示されることになる。
ここで、所定時間Tsを、例えば、30分間としたが、これよりも長くても、短くてもよい。所定時間Tsを、例えば、1分間とした場合には、この場合でも、上記と同様であって、1分毎にバッテリ9の消費電力量ΔPが求められて1分間での平均電力消費速度が求められ、上記式(4)により、リアルタイムで現時点 0 でのバッテリ使用可能時間T0が求められてバッテリ使用可能時間表示エリア26で表示される。
また、新しいショベル1を最初に使用するときには、バッテリ9に充電が行なわれるが、このときには、記憶部12bには、上記の情報は記憶されていない。このために、記憶部12bには、別の電力消費速度の初期値が格納されており、充電量(バッテリ残量)が警報レベル24c以上となると(それまでは、バッテリ使用可能時間=0h)、上記式(1)により、この電力消費速度の初期値を電力消費速度V-1として、バッテリ残量DB(図2)で計測されるバッテリ残量Pとから、上記最初のバッテリ使用可能時間Tを求める。
使用電源表示エリア27は、インバータ16,17,18L,18Rに電力を供給している電源を表わすものであって、バッテリ表示エリア27aと外部電源表示エリア27bとからなっている。バッテリ9が電源として使用されるときには、バッテリ表示エリア27aが点灯表示され、外部電源11が電源として使用されるときには、外部電源表示エリア27bが点灯表示される。
この停止状態S0では、開閉スイッチ15a(図2)がOFF状態にあって、インバータ16,17,18L,18Rに電力が供給されていない状態にあるので、電力の消費はなく、また、電力ケーブル11も外部電源接続口13に接続されていないので、バッテリ9のバッテリ残量はそのまま「83%」に保持される。また、バッテリ使用可能時間表示エリア26は、過去の最新の可動状態S1,充電状態S2または可動/充電状態S3のときの使用可能時間画面のまま表示される。さらに、使用電源表示エリア27でのバッテリ表示エリア27a,外部電源表示エリア27bは、いずれも点灯表示されていない。
通常の建設機械では、起動キー(エンジンキー)をSTART状態にすることによってエンジンが起動し、このエンジンの稼働音により、聴覚によって可動状態を把握することができるが、電動式の建設機械では、稼働音が著しく低いため、運転者は操作している建設機械が停止状態にあるのか、可動状態にあるかを聴覚によって把握することが困難である。
この実施形態では、停止状態S0では、状態表示装置22にバッテリ9あるいは外部電源10のいずれからも電力が供給されていない表示を行なうものであるから、視覚によってその状態を容易に把握することができる。
また、状態表示装置22では、バッテリインジケータ24でバッテリ残量を帯状に表現し、どの程度使用したかの相対的な量として直感的に知らせる表示と、残量を総量100とした場合の割合を示す数値と、使用可能な予測時間という数値の絶対的な量として表示することにより、従来の液体の燃料に比べてエネルギーを量としてわかりづらいことを、相対的な表示と絶対的な表示とを同時に表示することにより、オペレータに視覚的に瞬時に残量を把握しやすく表示できる。
なお、停止状態S0では、キースイッチをOFF状態からON状態に切り換えることにより、図4に示す状態表示画面23aが表示されるが、タイマ12eの時間計測によって予め決められた時間(<Ts)が経過すると、表示を終了するようにして電力消費の低減を図ることもできる。再度表示させるためには、操作部でそのための操作ボタンを設けるようにしてもよいし、また、キースイッチを再度OFF状態からON状態にすることによって再表示されるようにしてもよい。また、後述の他の状態S1〜S4においても、同様である。
図5は本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での可動状態S1であるときの状態表示画面の一具体例を示す図であって、23b1〜23b3は状態表示画面、28は走行系インジケータ、29は旋回系インジケータ、30は油圧系インジケータ、31は電力供給ラインインジケータ、32は電力回生ラインインジケータであり、図4に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
図5(a)は操作レバーが操作されないで電力消費がない(即ち、無電力消費の)可動状態S1の状態表示画面23b1を示すものであって、かかる無電力消費の可動状態S1は、先に説明したように、キースイッチをSTART状態にすることにより、開閉スイッチ15aがON状態となり、バッテリ9からインバータ16,17,18L,18Rに電力が供給される状態である。かかる無電力消費の可動状態S1では、図2でのインバータ18L,18Rと走行モータ8L,8Rなどからなる走行系を表わす走行系インジケータ28と、同じくインバータ17と旋回モータ20などからなる旋回系を表わす旋回系インジケータ29と、同じくインバータ17や駆動モータ19,油圧ポンプ21などからなる油圧系を表わす油圧系インジケータ30とが表示され、開閉スイッチ15aがON状態にあることから、バッテリインジケータ24から走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30にわたる電力供給ライン31が表示され、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30から電力供給ライン31にわたる電力回生ライン32が表示される。
ここで、バッテリ9から電力供給が行なわれていることを表わす電力供給ラインインジケータ31は電力源(この場合、バッテリインジケータ24)から電力が供給されていることを表わし、電力回生ラインインジケータ32はモータ8L,8R,20,21で誘起される電力が電力源に回生されていることを表わすものである。電力回生時には、電力の供給方向が電力の消費時とは逆方向であり、バッテリ9に電力が供給されて充電が行なわれるものであるから、バッテリ9での電力消費を減少させる。この電力回生が行なわれるときには、上記式(2),(3)における電力消費量ΔPは、バッテリ9から走行系や旋回系,油圧系に供給される電力量(電力消費量)から電力回生量を差し引いたものであるが、これは、現時点T0でのバッテリ残量Pとこれより所定時間Ts前でのバッテリ残量Pとの差にほかならない。
また、使用電源表示エリア27では、バッテリ9を電力供給源とするものであるから、バッテリ表示エリア27aが点灯表示する。この無電力消費の可動状態S1では、バッテリ9の電力消費がないから、バッテリ残量インジケータ24aに変化はないし、バッテリ残量表示エリア25やバッテリ使用可能時間表示エリア26の表示内容も変化しない。
ここで、図3における可動状態S1及び可動/充電状態S3では、走行系や旋回系,油圧系を稼働させるために、これらの駆動系で使用できる電力量の上限値を切り換える電力使用モードがある。この実施形態では、この電力使用モードとして、使用できる電力量の上限値を上限値を設定して低消費電力に制限を加えたEモード(エコモード)と、消費電力の制限をしないPモード(パワーモード)とがある。
図5(b)は低消費電力に制限したEモードで操作レバーが操作され、作業が行なわれるときの可動状態S1の状態表示画面23b2を示すものであって、操作レバーの操作によってインバータ16,17,18L,18Rから駆動モータ19,20,8L,8Rに電力が供給されるようになると、電力供給ラインインジケータ31に電力の流れを示す1つの細いバー列の流れが表示される。また、図示しないが、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29あるいは油圧系インジケータ30で電力の供給が終わったとき、駆動モータ19,20,8L,8Rでその回転によって電力が誘起され、これが電力源であるバッテリ9に回生されるときには、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29もしくは油圧系インジケータ30から電力回生ラインに沿ってバッテリインジケータ24に細いバー列33が移動して表示される。
図5(c)は消費電力に制限を加えないPモードで操作レバーが操作され、作業が行なわれるときの可動状態S1の状態表示画面23b3を示すものであって、この場合には、電力供給ラインインジケータ31がEモードの場合の図5(b)に示す電力供給ラインインジケータ31に比べて太い電力供給ラインインジケータ31が表示され、操作レバーの操作によってインバータ16,17,18L,18Rから駆動モータ19,20,8L,8Rに電力が供給されるようになると、電力供給ラインインジケータ31に電力の流れを示す2つの細いバー列33の流れが表示される。これ以外にの点については、図5(b)に示す状態表示画面23b2と同様である。
Eモードで操作レバーの操作が行なわれる可動状態S1での図5(b)に示す状態表示画面23b2とPモードで操作レバーの操作が行なわれる図5(c)に示す状態表示画面23b3とでは、バッテリ9からの電力消費があるから、バッテリインジケータ24でのバッテリ残量インジケータ24aが減少し、バッテリ残量表示エリア25でのバッテリ残量値やバッテリ使用可能時間表示エリア26でのバッテリ使用可能時間が減少する。但し、その減少の速度は、図5(c)に示す状態表示画面23b3の場合の方が速い。なお、EモードやPモードの可動状態S1から操作レバーの操作が行なわれない無消費電力の可動状態S1に移ると、タイマ12e(図2)が停止されて時間計測は行なわれず、無消費電力の可動状態S1にある期間はバッテリ使用可能時間の計算に用いられない。
なお、電力の流れを示す細いバー33は、Eモードでは、1列で示し(図5(b))、Pモードでは、2列で示す(図5(c))ことを説明したが、速度制限ダイアルでの制御では、図示しないが、電力の流れを示す細いバー33の流れ方が遅い状態と速い状態とで表示される。速度制限ダイアルは、駆動アクチュエータの運転速度の上限を制限するダイアルであり、絞れば、上限速度が減少され、開ければ、上限速度が増加されるようになる。
基本的にエネルギーの燃費と運転速度との関係は相反する関係であり、燃費を悪くすると、運転速度は速くなるし、逆に、運転速度を遅くすることにより、燃費が良くなる。従来の建設機械での運転速度と燃費との関係をユーザが調整する系統は、1つはEモードとPモードとの切り換え、もう1つはコンジンコントロールダイアル(速度制限ダイアル)という2系統の制御が知られている。
この実施形態では、かかる制御を夫々画面上で表示するものであって、EモードとPモードは、電力の流れを示す1列,2列の細いバー33で表示させ、速度制限ダイアルは、かかる1列または2列の細いバー33を、ダイアル小の場合には、ゆっくりと流れ、ダイアル大の場合には、速く流れるように表示させることにより、E,Pモードや速度制限ダイアルの異なる系統での燃費と運転速度との表示状態を直感的に認識できるようにしている。
このことにより、エネルギーが多く流れて使用され、運転速度が速くなっているという状態を速度制限ダイアル表示と比較して、直感的に認識することができる。
また、従来では、運転中にエネルギーを装置が回生運動のように生産できず、消費するのみであったが、電力を使用するこの実施形態では、操作によっては、モータを逆回転させてエネルギーを生産することができる。
この実施形態では、同一画面にどこで発電がなされて充電されているのかを表示させるものであるから、燃料の消費パターン(Eモード,Pモード,速度制限ダイアル)と、回生の発電元(走行,旋回,油圧)、燃料タンク(バッテリ9と外部電源10)の関係が一覧でき、エネルギーの流れがわかるようになり、回生の特性(タイミング・回生が発生するパターン)を、運転しながら、身に付けることができるので、回生運動を効果的に運転に織り交ぜることにより、燃料を節約して作業を推進できる。
図6は本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での充電状態S2であるときの状態表示画面の一具体例を示す図であって、23cは状態表示画面、34は電力ケーブルインジケータであり、図4に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
同図において、この充電状態S2での状態表示画面23cでは、電力ケーブル11を表わす電力ケーブルインジケータ34がバッテリインジケータ24に接続された状態が表示される。オペレータがショベル1の外部電源接続口13(図2)に電力ケーブル11を接続すると、制御装置12が外部電源接続信号DS(図2)からこれを検出することにより、状態表示装置22の表示画面にかかる状態表示画面23cが表示されることになる。
また、このように、バッテリ9が充電されるときには、バッテリインジケータ24に警報レベル24bは表示されない。従って、バッテリインジケータ24でのバッテリ充電インジケータ24aのレベルが警報レベル24b以下となっていても、充電によってバッテリの残量が増加するので、上記の警報は出ない。
これ以外は図4に示す停止状態S0での状態表示画面23aと同様であるが、外部電源10(図2)からバッテリ9に充電が行なわれるので、その充電量に応じてバッテリインジケータ24でのバッテリ残量インジケータ24aの表示量が増加し、バッテリ残量表示エリア25でのバッテリ残量値やバッテリ使用可能時間表示エリア26でのバッテリ使用可能時間も増加する。
この場合のバッテリ使用可能時間Tも、上記所定時間Ts毎に計測されるものである。この場合には、記憶部12bに格納されている先の電力消費速度の初期値を電力消費速度V0とし、計測されるバッテリ残量Pを用いて、上記式(1)、即ち、
0=P/V0
により、バッテリ使用可能時間T0を求めて表示する。この場合、バッテリ残量Pが順次増加していくから、バッテリ使用可能時間T0も増加していく。
図7は本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態(図1に示すショベル1)での充電状態S3であるときの状態表示画面の一具体例を示す図であって、23dは状態表示画面23dであり、図4〜図6に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
同図において、この状態表示画面23dは、図5(a)に示す可動状態S1の状態画面23b1と図6に示す充電状態S2の状態表示画面23cとを合成した画面であり、開閉スイッチ15a(図2)がON状態にあることから、走行系インジケータ28と旋回系インジケータ29と油圧系インジケータ30とが表示され、これらが電力供給ラインインジケータ31と電力回生ラインインジケータ32によってバッテリインジケータ24に接続されて表示されている。また、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されてバッテリ9の充電が行なわれていることから(図2)、電力ケーブルインジケータ34がバッテリインジケータ24に接続された状態が表示され、バッテリインジケータ24では、警報レベル24bが表示されない。この場合、充電装置14からインバータ16,17,18L,18Rに電力が供給されているものとして、使用電源表示エリア27での外部電源表示エリア27bが点灯表示される。
また、この可動/充電状態S3においても、先に図5で説明した電力使用モードとしてのEモードとPモードとのいずれかが選択設定されるものであって、Eモードが設定された状態で操作レバーを操作し、作業を行なう場合には、図示しないが、図5(b)に示すように、電力供給ラインインジケータ31が細く表示されて、そこに電力の流れを示す1つの細いバー列33の流れが表示される。Pモードが設定された状態で操作レバーを操作し、作業を行なう場合には、図示しないが、図5(c)に示すように、電力供給ラインインジケータ31が太く表示されて、そこに電力の流れを示す2つの細いバー列33の流れが表示される。
以上のように、ショベル1の作業操作、特に、走行系の操作を行なう場合、オペレータは、ショベル1に電力ケーブル11が接続されていることが運転室4の状態表示装置22の画面により、作業室4内に居ながら自分で確認することができ、作業開始時にいちいちショベル1の後部に廻ってこれを確認したり、運転室4から他の作業員に確認して貰うといった不要な手間が省けることになり、作業をスムーズに開始させることができるし、また、作業中のかかる確認動作も不要となる。
そして、作業開始時や作業中での確認がいつでも容易に行なえるので、ショベル1を走行させ過ぎたり、旋回させ過ぎたりして、電力ケーブル11を引張り過ぎるような事態も容易に回避できるようになる。
図8(a),(b)は本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態(図1に示すショベル1)でのロック状態S4であるときの状態表示画面の一具体例を示す図であって、23eは状態表示画面であり、図4〜図7に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
図8(a)に示す状態表示画面23e1は、図7に示す可動/充電状態S3で運転室4(図1)でのロックレバーがロック操作された状態を表わしている。従って、可動状態で電力ケーブル11が外部電源接続口13(図2)に接続された状態にある。このように、可動状態にあることにより、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30は表示されている。
このロック状態S4では、図3で説明したように、開閉スイッチ15a(図2)がOFF状態となっているので、インバータ16,17,18L,18Rに電力が供給されていない状態であり、このことから、電力供給ラインインジケータ31や電力回生ラインインジケータ32は表示されず、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30はバッテリインジケータ24に接続されていない状態で表示されている。
かかるロック状態S4でロックレバーをアンロック操作し、ロック状態S4を解除すると、上記のように、可動/充電状態S3となり、図7に示す状態表示画面23dに換わることになる。
図8(b)に示す状態表示画面23e2は、図5に示す可動状態S1で運転室4でのロックレバーがロック操作された状態を表わしている。従って、可動状態で電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されていない状態にある。このように、可動状態にあることにより、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30は表示されている。
このロック状態S4でも、開閉スイッチ15aがOFF状態となっているので、インバータ16,17,18L,18Rに電力が供給されていない状態であり、このため、電力供給ラインインジケータ31や電力回生ラインインジケータ32は表示されず、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30はバッテリインジケータ24に接続されていない状態で表示されている。
かかるロック状態S4でロックレバーをアンロック操作し、ロック状態S4を解除すると、上記のように、可動状態S1となり、図5に示す状態表示画面23b1〜23b3のいずれかに換わることになる。
なお、かかる状態表示画面23e1,23e2は可動/充電状態S3もしくは可動状態S1でロック状態S4にした場合を示すものであるが、図4に示す状態表示画面23aが表示される停止状態S0でロックレバーをロック操作し、ロック状態S4にした場合には、電力ケーブル11も接続されていないので、図4に示す状態表示画面23aがそのまま表示される。また、図6に示す状態表示画面23cが表示される充電状態S2でロックレバーをロック操作し、ロック状態S4にした場合も同様であり、電力ケーブル11が接続されているので、図6に示す状態表示画面23cがそのまま表示される。但し、かかる状態表示画面23a(停止状態S0)もしくは状態表示画面23c(充電状態S1)が表示された状態でキースイッチをSTART状態にすると、可動状態S1もしくは可動/充電状態S3からロック状態S4に移行した状態となり、このため、図8(b)に示す状態表示画面23e2もしくは図8(a)に示す状態表示画面23e1が表示されるようになる。
以上のように、キースイッチをSTART状態にすることにより、ロック状態S4での状態表示画面23e1もしくは23e2が表示されるようになり、走行系インジケータ28,旋回系インジケータ29及び油圧系インジケータ30が表示されるが、これらがバッテリインジケータ24と接続されていない状態で表示されるから、オペレータは、ロックレバーの状態を直接確認することなく、状態表示装置22での画面によるショベル1の状態確認の際にロック状態であることも確認することができる。
図9は本発明による情報表示装置の他の実施形態を備えた作業車両における制御システムの一具体例を示す構成図であって、15a1,15a2は開閉スイッチであり、図2に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
この実施形態の状態表示装置を備えた車両も、ここでは、図1に示すショベル1とする。このショベル1に設けられた制御システムが図9に示す構成をなしている。かかる制御システムでは、バッテリ9からインバータ16,17への電力の供給をON,OFFする開閉スイッチ15a1とインバータ18L,18Rへの電力の供給をON,OFFする開閉スイッチ15a2とが設けられている。
開閉スイッチ15a1は、図2における開閉スイッチ15aと同様、制御装置12からの切換制御信号SC11によってON,OFF制御されるものであって、起動キーの操作によってキースイッチがSTART状態となったとき、ON状態となり、キースイッチがOFF状態となったとき、OFF状態となる。従って、キースイッチをSTART状態とすることにより、バッテリ9から開閉スイッチ15a1を介してインバータ16,17に電力が供給され、油圧系や旋回系が操作可能な状態となる。
また、開閉スイッチ15a2は、制御装置12からの切換制御信号SC12によってON,OFF制御されるものであって、起動キーの操作によってキースイッチがSTART状態となったとき、ON状態となり、キースイッチがOFF状態となったとき、OFF状態となるが、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されてバッテリ9の充電状態、もしくは開閉スイッチ15bがOFF状態となって充電がなされていない充電休止状態にあるときには(図3での充電状態S2)、可動状態であるにもかかわらず、即ち、可動状態よりも優先して開閉スイッチ15a2をOFF状態にする。
そこで、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されていない状態(図3での停止状態S0)でキースイッチがSTART状態となると、開閉スイッチ15a1,15a2がともにON状態となり、バッテリ9からインバータ16,17,18L,18Rに電力が供給されて油圧系,旋回系,走行系がともに可動状態(図3での可動状態S1)となるが、かかる状態で電力ケーブル11が充電装置13に接続されると、制御部12が切換制御信号SC12を切り換えて開閉スイッチ15a2をOFF状態にする。これにより、走行系が停止し、可動状態であるにもかかわらず、操作レバーを操作してもショベル1は走行できない状態、即ち、ロック状態となる。また、停止状態S0の後に、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されて充電状態S2にあるときに、キースイッチをSTART状態にすると、制御装置12からの切換制御信号SC11によって開閉スイッチ15a1がON状態となり、バッテリ9からインバータ16,17に電力が供給されて油圧系,旋回系がともに可動状態(図3での可動/充電状態S4)となるが、開閉スイッチ15a2はそのままOFF状態に保持され、バッテリ9からインバータ18L,18Rへの電力供給が禁止される。従って、走行系は、可動状態であるにもかかわらず、操作レバーを操作してもショベル1は走行できない状態、即ち、ロック状態となる。以上のような操作系のロック状態で電力ケーブル11を外部電源接続口13から外すと、制御装置12が外部電源接続信号DSの変化からこれを検出し、切換制御信号SC12を切り換えて開閉スイッチ15a2をON状態とする。これにより、バッテリ9から開閉スイッチ15a2を介してインバータ18L,18Rにも電力が供給されることになり、走行系も可動状態となる。
以上の点以外の構成,動作は、図2に示す制御システムと同様である。
以上のことからして、この図9に示す制御システムを備えたショベル1においても、基本的には、図3に示す状態遷移があるが、可動/充電状態S3では、必ず走行系がロック状態にある。そして、このように走行系がロック状態となることから、ショベル1は前進や後退動作を行なうことができず、このため、電力ケーブル11を引き摺って外部電源10に対して引張り過ぎ、充電中に不用意に電力ケーブル11が外部電源接続口13から外れたり、外部電源10に支障を来すような事故が生じたり、あるいは作業員に不意に触れたりするようなことを防止できる。
なお、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されない状態S0での図4に示す状態表示画面23a,状態S1での図5に示す状態表示画面23b1〜23b3及びロック状態S4での図8(b)に示す状態表示画面などでは、電力ケーブルインジケータ34が表示されないものとしたが、バッテリインジケータ24に接続されない表示状態とすれば、電力ケーブルインジケータ34を表示するようにしてもよい。
図10は図9に示す制御システムを有する作業車両に設けられた本発明による作業車両の状態表示装置の実施形態の可動/充電状態S3での状態表示画面の一具体例を示す図であって、23fは状態表示画面、31aは走行系インジケータ28への電力供給ライン、32aは走行系インジケータ28からの電力回生ラインであり、図7に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
同図において、可動/充電状態S3では、破線で示すように、電力供給ラインインジケータ31の走行系インジケータ28への接続部分31aと電力回生ラインインジケータ32の走行系インジケータ28からの接続部分32aとは表示されず(これらの部分を破線で示している)、走行系がバッテリ9に接続されていないことが示される。
これにより、走行系を操作することができないことが、オペレータが簡単に認識することができる。
なお、図9において、油圧系を開閉スイッチ15a1を介してバッテリ9に接続し、旋回系と走行系とを開閉スイッチ15a2を介してバッテリ9に接続するように構成してもよい。この場合には、電力ケーブル11が外部電源接続口13に接続されると、旋回系もロック状態となるので、可動/充電状態S3を示す図10での状態表示画面23fでは、旋回系インジケータ29に対しても、電力供給ライン及び電力回生ラインインジケータ32での旋回系インジケータ29への接続部分も表示されず、旋回系がバッテリ9に接続されていないことが示される。
本発明による情報表示装置を備えた作業車両の一具体例を示す概略側面図である。 図1に示す作業車両に設けられた制御システムの一具体例を示す構成図である。 図1に示すショベルの状態とこれら状態間の関係を示す図である。 本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での停止状態S0であるときの状態表示画面の一具体例を示す図である。 本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での可動状態S1にあるときの状態表示画面の一具体例を示す図である。 本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での充電状態S2にあるときの状態表示画面の一具体例を示す図である。 本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態での可動/充電状態S3にあるときの状態表示画面の一具体例を示す図である。 本発明による作業車両の情報表示装置の一実施形態でのロック状態S4にあるときの状態表示画面の一具体例を示す図である。 本発明による情報表示装置の他の実施形態を備えた作業車両における制御システムの一具体例を示す構成図である。 本発明による作業車両の情報表示装置の他の実施形態での可動/充電状態S3にあるときの状態表示画面の一具体例を示す図である。
符号の説明
1 ショベル
2 上部旋回体
3 下部走行体
4 運転室
5 リンク機構
8 走行モータ
9 バッテリ
10 外部電源
11 電力ケーブル
12 制御装置
12a 制御処理部
12b 記憶部
12c 演算処理部
12d 画像処理部
12e タイマ
13 外部電源接続口
14 充電装置
15a,15a1,15a2,15b 開閉スイッチ
16,17,18L,18R インバータ
19 リンク機構5の駆動モータ
20 旋回モータ
21 油圧ポンプ
22 状態表示装置
23a〜23 状態表示画面
24 バッテリインジケータ
24a バッテリ残量インジケータ
24b 警報レベル
25 バッテリ残量値表示エリア
26 バッテリ使用可能時間表示エリア
27 使用電源表示エリア
27a バッテリ使用表示エリア
27b 外部電源使用表示エリア
28 走行系インジケータ
29 旋回系インジケータ
30 油圧系インジケータ
31,31a 電力供給ライン
32,32a 電力回生ライン
33 バー列
34 電力ケーブルインジケータ

Claims (6)

  1. 作業のための駆動部に電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力ケーブルが着脱可能なコネクタと、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、該外部電源からの電力で該バッテリを充電する充電部と、該電力ケーブルの該コネクタへの接続により該バッテリへの充電を制御する制御装置とを備えた作業車両の状態表示装置であって、
    該バッテリの増減するバッテリ残量を表わすバッテリインジケータと、
    該電力ケーブルを表わす電力ケーブルインジケータと
    が表示され、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、その状態を該バッテリインジケータに該電力ケーブルインジケータが接続された状態で表わすとともに、
    該作業車両は、電力によって駆動されるフロント動作用の油圧系と走行系の駆動部を有し、
    該制御装置は、該ケーブルが該コネクタに接続されると、該油圧系の駆動部を可動状態に設定するとともに、該走行系の駆動部を走行が不可能な状態に設定する
    ことを特徴とする作業車両の状態表示装置。
  2. 作業のための駆動部に電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力ケーブルが着脱可能なコネクタと、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、該外部電源からの電力で該バッテリを充電する充電部と、該電力ケーブルの該コネクタへの接続により該バッテリへの充電を制御する制御装置とを備えた作業車両の状態表示装置であって、
    該バッテリの増減するバッテリ残量を表わすバッテリインジケータと、
    該電力ケーブルを表わす電力ケーブルインジケータと
    が表示され、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、その状態を該バッテリインジケータに該電力ケーブルインジケータが接続された状態で表わすとともに、
    該作業車両は、電力によって駆動されるフロント動作用の油圧系と旋回系の駆動部を有し、
    該制御装置は、該ケーブルが該コネクタに接続されると、該油圧系の駆動部を可動状態に設定するとともに、該旋回系の駆動部を旋回が不可能な状態に設定する
    ことを特徴とする作業車両の状態表示装置。
  3. 作業のための駆動部に電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力ケーブルが着脱可能なコネクタと、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、該外部電源からの電力で該バッテリを充電する充電部とを備えた作業車両の状態表示装置であって、
    該バッテリの増減するバッテリ残量を表わすバッテリインジケータと、
    該電力ケーブルを表わす電力ケーブルインジケータと
    が表示され、該電力ケーブルが該コネクタに接続されている状態を該バッテリインジケータに該電力ケーブルインジケータが接続された状態で表わすとともに、
    該駆動部を操作可能な状態では、該駆動部のインジケータを表示するとともに、該バッテリインジケータと該駆動部のインジケータとを接続する電力供給ラインのインジケータを表示し、
    該作業車両は、該バッテリから使用できる電力量の上限値を切り換える電力使用モードを有し、
    該電力使用モードに応じて、該電力供給ラインのインジケータの太さを異ならせることを特徴とする作業車両の状態表示装置。
  4. 作業のための駆動部に電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力ケーブルが着脱可能なコネクタと、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、該外部電源からの電力で該バッテリを充電する充電部とを備えた作業車両の状態表示装置であって、
    該バッテリの増減するバッテリ残量を表わすバッテリインジケータと、
    該電力ケーブルを表わす電力ケーブルインジケータと
    が表示され、該電力ケーブルが該コネクタに接続されている状態を該バッテリインジケータに該電力ケーブルインジケータが接続された状態で表わすとともに、
    該駆動部を操作可能な状態では、該駆動部のインジケータを表示するとともに、該バッテリインジケータと該駆動部のインジケータとを接続する電力供給ラインのインジケータを表示し、
    作業車両は、電力によって駆動される走行系の駆動部を有しており、
    電力ケーブルがコネクタに接続されていて、かつ、走行が不可能な状態では、駆動部のうちの少なくとも該走行系の駆動部のインジケータから電力供給ラインのインジケータが分離されて表示されることを特徴とする作業車両の状態表示装置。
  5. 作業のための駆動部に電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力ケーブルが着脱可能なコネクタと、該電力ケーブルが該コネクタに接続されると、該外部電源からの電力で該バッテリを充電する充電部とを備えた作業車両の状態表示装置であって、
    該バッテリの増減するバッテリ残量を表わすバッテリインジケータと、
    該電力ケーブルを表わす電力ケーブルインジケータと
    が表示され、該電力ケーブルが該コネクタに接続されている状態を該バッテリインジケータに該電力ケーブルインジケータが接続された状態で表わすとともに、
    該駆動部を操作可能な状態では、該駆動部のインジケータを表示するとともに、該バッテリインジケータと該駆動部のインジケータとを接続する電力供給ラインのインジケータを表示し、
    作業車両は、電力によって駆動される旋回系の駆動部を有しており、
    電力ケーブルがコネクタに接続されていて、かつ、旋回が不可能な状態では、該駆動部のうちの少なくとも該旋回系の駆動部のインジケータから電力供給ラインのインジケータが分離されて表示されることを特徴とする作業車両の状態表示装置。
  6. 請求項3,4または5において、
    前記作業車両は、前記駆動部の駆動を禁止させるロック機構を有しており、
    該ロック機構が有効となっている前記駆動部のロック状態では、前記電力供給ラインのインジケータの表示を中止することを特徴とする作業車両の状態表示装置。
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