專利名稱：作業(yè)用車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以電池驅動的電動機作為動力源的作業(yè)用車輛。
背景技術：
現(xiàn)有的作業(yè)用車輛中使用引擎作為動力源是主流。但是，在地下施工現(xiàn)場那樣的 由于周圍環(huán)境的關系而無法使用引擎的現(xiàn)場，使用搭載電動機作為動力源的作業(yè)用車 輛(例如，參考日本申請公開號特開2004-225355號公報)。作為這種電動機的電源， 可使用商用電源、搭載在作業(yè)用車輛上的利用商用電源充電的電池等。

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題
但是，在這樣的作業(yè)用車輛中使用電池驅動電動機的情況下，需要頻繁充電時， 會導致工作效率下降。因此，要求至少在1天的工作時間內不要對電池進行充電也可 以使該作業(yè)用的車輛工作。
本發(fā)明是針對這樣的課題作出的，其目的在于提供一種在液壓促動器等不工作的 時候能夠防止電池充電的電力的消耗的作業(yè)用車輛。
解決課題的手段
為了解決上述課題，本發(fā)明的作業(yè)用車輛(例如，實施例中的履帶式鏟車(crawler type power shovel vehicle) 1)，是由液壓促動器驅動的伊車，該作業(yè)用車輛具有 排出使該液壓促動器作業(yè)用的工作油的液壓泵；驅動液壓泵的電動機；供給直流電力 的主電池；將來自主電池的直流電力變換為交流電力提供給電動機從而使電動機工作 的逆變器；將主電池和逆變器連接，斷開的電動機用繼電器(例如，實施例中的第2 繼電器47);操作液壓促動器的操作裝置；利用來自主電池的直流電力工作，并根據(jù) 操作裝置輸出的操作信號對液壓促動器和逆變器的動作進行控制，同時利用電動機用 繼電器對主電池和逆變器進行連接 斷開的控制器；進行主電池和控制器的連接 斷 開的控制器用繼電器(例如實施例中的第1繼電器46);監(jiān)視主電池的狀態(tài)，同時利用控制器用繼電器對主電池和控制器進行連接 斷開的電源監(jiān)視控制器；檢測液壓泵 排出的工作油的排出液壓的液壓傳感器；檢測從主電池流向逆變器的負載電流的電流 傳感器。而且，該作業(yè)用車輛構成為能夠實施下列步驟的結構第1步驟，控制器在 檢測出液壓傳感器檢測出的排出液壓和電流傳感器檢測出的負載電流的大小在設定的 時間內沒有變化時，利用電動機用繼電器斷開主電池和逆變器，使電動機停止；第2 步驟，控制器檢測出操作裝置在規(guī)定的設定時間內持續(xù)保持沒有輸出操作信號的狀態(tài) 后，向電源監(jiān)視控制器發(fā)送指令信號；第3步驟，電源監(jiān)視控制器收到指令信號時， 利用控制器用繼電器斷開主電池和控制器，使控制器停止。
又，在本發(fā)明的這樣的作業(yè)用車輛，比較理想的構成是，控制器具有啟動電動機 的開關，在第2步驟中，能夠在控制器檢測出電動機啟動開關被操作時，利用電動機 用繼電器連接主電池和逆變器以驅動電動機，并返回第1步驟的結構。
又，本發(fā)明的作業(yè)用車輛，比較理想的構成是，電源監(jiān)視控制器具有電源開關， 在第3步驟控制器被停止后，電源監(jiān)視控制器檢測出電源開關被操作時，以控制器用 繼電器、電動機用繼電器的順序連接主電池和逆變器的結構。
發(fā)明效果
如上所述構成本發(fā)明的作業(yè)用車輛時，用控制器監(jiān)視對液壓促動器提供工作油的 狀況和操作裝置的操作狀況，在不需要液壓的時候停止對逆變器的電力供給，而且停 止對控制器的電力供給，以減小主電池的不必要的電力消耗，從而延長不對主電池進 行充電該作業(yè)用車輛能夠進行工作的工作時間。又，即使是這樣停止對逆變器和控制 器等的電力供給，也能夠通過按壓電動機啟動開關或電源開關，簡單地對逆變器和控 制器進行電力供給。


圖1是表示本發(fā)明的作業(yè)用車輛的一種例子的履帶式鏟車的構成的立體圖。 圖2是表示上述鏟車上搭載的液壓單元和電源單元的構成的框圖。 圖3是表示上述電源單元接通電源時的處理的流程圖。 圖4是表示上述電源電源的省電控制的流程圖。
具體實施例方式
下面參考附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。首先，作為本發(fā)明的作業(yè)用車輛的一個例子，以圖l來說明履帶式鏟車l。還要，該f產(chǎn)車l是用于地下等相對密閉空間的， 使用電池(后述的主電池50a)的電力工作的。該鏟車1具有構成行走裝置2的行 走轉向架4，設置在該行走轉向架4的后部而且能夠上下?lián)u動自由的刮板9，設置在行 走轉向架4上而且能夠旋轉的旋轉臺11，樞軸連結于旋轉臺11前部的動力鏟機構13， 和設置在旋轉臺11上的操作室15。
行走裝置2由大致為H型的行走轉向架4和設置在該行走轉向架4左右的行走機 構3構成。行走機構3由設置在行走轉向架4左右前部的驅動用鏈輪5、設置在后部 的從動輪6 (有時將驅動用鏈輪5和從動輪6組合稱為"履帶輪")、和巻繞在這兩個 輪5、 6上被驅動的左右成對的履帶7構成。又，各驅動用鏈輪5由圖中未顯示的左右 行走電動機(液壓馬達)驅動，能夠使該鏟車l行走。又，旋轉臺ll可利用未圖示的 旋轉馬達(液壓馬達)使其相對于行走轉向架4旋轉。
動力掘土機構13由與旋轉臺11的前部樞軸連結并能夠自由起伏動作的吊桿16， 樞軸連結于該吊桿16的前端部能夠在該吊桿16的起伏面內上下?lián)u動的臂部17，以及 可上下自由搖動地樞軸連結于臂部17的前端的鏟斗18所構成。吊桿16借助于吊桿驅 動缸21做起伏動作，臂部17借助于臂部驅動缸22搖動，鏟斗18借助于鏟斗驅動缸 23搖動。又，這樣的驅動缸和上述行走電動機和旋轉電動機，如圖2所示，通過液壓 單元30供給的工作油驅動，在下面的說明中，將其統(tǒng)稱為"液壓促動器20"。又， 該動力掘土機構13的操作借助于設置在操作室15中的操作裝置14進行。
液壓單元30由電動機31，由該電動機31驅動，排出規(guī)定液壓*流量的工作油的 液壓泵32，存儲工作油的艙室33，按照與操作裝置14的操作相應的供給方向和供給 量控制液壓泵32排出的工作油有控制地提供給對液壓促動器20的控制閥34 (電磁比 例閥)，以及對溫度上升了的工作油進行冷卻的油冷卻器35所構成。又形成能夠進行 下述動作的結構，即操作裝置14所輸出的操作信號，輸入到后述的控制器42，該控 制器42將與操作信號相應的指令信號輸出到控制閥34，對控制閥34進行控制。
將主電池單元50供給的直流電力用逆變器變換為規(guī)定電壓和頻率的交流電力提 供給，電動機31對其進行驅動。又，主電池單元50由鋰粒子電池構成，由可輸出直 流高電壓(例如，336V直流)的主電池50a，和取得該主電池50a的狀態(tài)同時保護該 狀態(tài)的保護電路50b構成。
接著，對使用主電池單元50對該電動機31進行電力供給的電源系統(tǒng)40進行說明。 電源系統(tǒng)40具有監(jiān)視主電池單元50的狀態(tài)和輸出電壓的電源監(jiān)視控制器41，以及控制逆變器43和控制閥34使電動機31及液壓促動器20動作，并對提供給逆變器43的 電力實施連接和切斷的控制器42。
該電源系統(tǒng)40為了在伊車1啟動時使電源監(jiān)視控制器41動作，具有輸出使該電 源監(jiān)視控制器41動作的直流電壓(例如，直流12.6V)的鋰離子電池構成的備用電池 44，該備用電池44和電池監(jiān)視控制器41可通過設置在操作室15中的按鍵開關(key switch)(主電源開關)45進行連接和切斷。又電源監(jiān)視控制器41可向主電池單元50 的保護電路50b提供來自備用電池44的電力，并可從該保護電路50b收集主電池50a 的狀態(tài)。
主電池單元50的主電池50a，連接于控制器42和逆變器43以提供電力。主電池 50a和控制器42之間連接有第1繼電器46的第1接點46a，主電池50a和控制器42 借助于該第1繼電器46實現(xiàn)連接和切斷。又，主電池50a和逆變器43之間連接有第 2繼電器47的接點47a，主電池50a和逆變器43借助于該第2繼電器47實現(xiàn)連接和 切斷。該控制器42具有將主電池50a供給的高壓直流電壓變換為低壓直流電壓(使電 源監(jiān)視控制器41動作用的電壓)的DC-DC轉換器48，該DC-DC轉換器48的輸出通過 保護用二極管51連接在備用電池44和按鍵開關45之間，即連接于電源監(jiān)視控制器 41和備用電池44，這些連接可借助于第1繼電器46的第2接點46b實現(xiàn)連接和切斷。
第l繼電器46的第l和第2接點46a， 46b，形成能夠利用電源監(jiān)視控制器41的 控制實現(xiàn)連接或斷開的結構。該第l和第2接點46a， 46b通常維持為斷開狀態(tài)(OFF 狀態(tài))，若電源監(jiān)視控制器41對第1繼電器46施加電壓，則變?yōu)镺N狀態(tài)，連接這些 接點46a， 46b形成使主電池50a和控制器42，以及DODC轉換器48和電源監(jiān)視控制 器41及備用電池44連接的結構。又，如果第l繼電器46的第2接點46b被連接，則 DC-DC轉換器48向電源監(jiān)視控制器41提供電力，同時對備用電池44進行充電。又， 第2繼電器47的接點47a借助于控制器42的控制實現(xiàn)連接和斷開。該接點47a形成 通常維持為斷開狀態(tài)(OFF狀態(tài))，從控制器42對第2繼電器47施加電壓時變?yōu)镺N 狀態(tài)，該接點47a連接后將主電池50a和逆變器43連接的結構。
又，控制器42形成為能夠輸入檢測設置在液壓單元30中的液壓泵32的排出壓力 的液壓傳感器36的輸出值和計測主電池50a提供給逆變器43的負載電流的電流傳感 器49的檢測值的結構。又，在電源監(jiān)視控制器41中設置有表示第1繼電器46為導通 狀態(tài)，即正在向控制器42供電的情況的第l指示燈41a;通過在第1繼電器46為斷 開狀態(tài)時按壓將第1繼電器46接通的電源開關41b;以及通報主電池50有異常的報置有表示第2繼電器為導通狀態(tài)，即正在向 逆變器43供電的情況的第2指示燈42a,通過在第2繼電器47為斷開狀態(tài)時按壓， 使第2繼電器47為導通的電動機啟動開關42b。這些第1和第2指示燈41a， 42a，報 警用指示燈52，電源開關41b，和電動機啟動開關42b都配置在操作室15內。
下面參考圖3說明該電源系統(tǒng)40對電力供給的控制。首先從電源的接通開始說明。 操作室15中搭載的操作者將配置在操作室15中的按鍵開關45設置為導通時，從備用 電池44將電力提供給電源監(jiān)視控制器41，啟動該電源監(jiān)視控制器41 (步驟SIOO)。 電源監(jiān)視控制器41首先將電力提供給主電池單元50的保護電路50b，啟動該保護電 路50b，保護電路50b開始收集主電池50a的狀態(tài)(步驟SllO)。然后，電源監(jiān)視控制 器41從保護電路50b取得主電池50a的狀態(tài)(步驟S120)，判斷是否可以使用主電池 50a (步驟S130)。例如，主電池50a為過放電狀態(tài)等情況下，則判斷為該主電池50 不能使用，電源監(jiān)視控制器41點亮報警指示燈，使電源接通處理結束(步驟S160)。
另一方面，如果判定主電池50a為正常狀態(tài)，可以使用，則電源監(jiān)視控制器41使 第l繼電器46為導通，從主電池50a向控制器42供給電力，啟動該控制器42，同時 點亮第l指示燈41a (步驟S140)。又，如上所述，若第1繼電器46為導通狀態(tài)，就 從DC-DC轉換器48向電源監(jiān)視控制器41和備用電池44提供電力，接著，電源監(jiān)視控 制器41利用DC-DC轉換器48提供的電力動作，同時開始對備用電池44充電。
最后， 一旦控制器42啟動，該控制器42使第2繼電器為導通狀態(tài)，主電池50a 向逆變器43提供電力，控制該逆變器43，對電動機31提供預定電壓和頻率的交流電 力，驅動電動機31，同時點亮第2指示燈42a (步驟S140)，電源系統(tǒng)40的電源接通 處理終止。
下面參考圖4對利用電源系統(tǒng)40進行的省電控制進行說明。又，所謂省電控制， 是指在不需要向液壓促動器20提供工作油的時候，'使電動機31停止，或使控制器42 停止，防止充電的主電池50a的電力的消耗的控制。圖4顯示了控制42中進行的控制， 如上所述停止電源接通處理時，就開始省電控制。又，在圖4中，從步驟S240引出的 圈起記號A，意味著連接到"開始"之后的圈起的記號A。
控制器42利用液壓傳感器36和電流傳感器49測量排出液壓和負載電流(步驟 S200)。接著，判斷在設定時間內(例如5秒鐘)排出液壓或負載電流是否有變化(步 驟S210)，在有變化的情況下，返回步驟S200，反復進行這些處理。 一方面，在設定 時間內排出液壓和負載電流沒有變化時，控制器42使第2繼電器47為斷開狀態(tài)，切
8斷對逆變器43的電力供給，使電動機31停止動作，同時使第2指示燈42a熄滅(步 驟S220)。
接著，控制器42判斷電動機啟動開關42b是否為導通(ON)狀態(tài)(步驟S230)。 當判斷為電動機啟動開關42b處于導通狀態(tài)時，將第2繼電器47接通，對逆變器43 供給電力以驅動電動機31，又點亮第2指示燈42(步驟S240)。接著，返回步驟S200， 反復進行上述的處理。在步驟S230，判定電動機啟動開關42b沒有處于導通狀態(tài)時， 控制器42取得操作裝置14等的操作狀態(tài)(步驟S250)，判斷是否為在設定時間內無 操作控制的狀態(tài)(步驟S260)，不是無操作控制狀態(tài)時，返回步驟S230，反復進行這 些處理。
在步驟S230判定為在設定時間內持續(xù)保持無操作控制狀態(tài)時，控制器42發(fā)送指 令信號到電源監(jiān)視控制器41 (步驟S270)。然后， 一旦電源監(jiān)視控制器41接收到來自 控制器42的該指令信號，就將第1繼電器46斷開，切斷對控制器42的電力供給，以 使該控制器42停止，同時熄滅第1指示燈41a，而且停止對主電池單元50的保護電 路50b的電力供給，之后，進入睡眠模式。
一旦進入睡眠模式，電源監(jiān)視控制器41就停止對按壓電源開關41b進行監(jiān)視以外 的動作，極力抑制備用電池44的電力消耗。然后，如果檢測出電源開關41b被按下， 電源監(jiān)視控制器41就解除睡眠模式，進行圖3所示的電源接通處理中步驟S110以后 的處理，使第1和第2繼電器46、 47為導通狀態(tài)，將電力提供給控制器42和逆變器 43使電動機31動作。
這樣，在控制對逆變器43的電力供給的控制器42之外，設置監(jiān)視主電池單元50 并控制對控制器42的電力供給的電源監(jiān)視控制器41、以及即使在主電池單元50不提 供電源的狀態(tài)下，也能夠使該電源監(jiān)視控制器41動作的備用電池44，即使是在主電 池50a發(fā)生異常時，也能由電源監(jiān)視控制器41檢測出該異常，通過報警用指示燈52 等發(fā)出警告，因此操作該鏟車1的操作員能立即得知主電池單元50的異常。
此時，如上所述電源投入時的處理能夠通過從電源監(jiān)視控制器41開始依序接通電 源而進行，因此電源監(jiān)視控制器41和控制器42的處理和構成能夠簡化。又，在主電 池50a正常的狀態(tài)下提供電力給控制器42時，同時利用主電池50a使電源監(jiān)視控制器 41動作并對備用電池44進行充電，從而備用電池44能在主電池50a發(fā)生異常時使電 源監(jiān)視控制器41動作。
而且用控制器42監(jiān)視對液壓促動器20的提供工作油的狀況和操作裝置14的操作狀況，在不需要液壓時停止對逆變器43的電力供給，而且停止對控制器42的電力提 供，以抑制該主電池50a的不必要的電力消耗，能夠延長不對該主電池單元50進行充 電能夠進行的，鏟車1的工作時間。又，即使像這樣停止對逆變器43和控制器42的 電力供給，也能夠通過按下電動機啟動開關42a或電源開關41a，簡單地向逆變器43 和控制器42供給電力。
權利要求
1. 一種由液壓促動器驅動的作業(yè)用車輛，其特征在于，具有排出使所述液壓促動器作業(yè)用的工作油的液壓泵；驅動所述液壓泵的電動機；提供直流電力的主電池；將來自所述主電池的直流電力變換為交流電力提供給所述電動機，以使所述電動機工作的逆變器；使所述主電池與所述逆變器連接·斷開的電動機用繼電器；對所述液壓促動器進行操作的操作裝置；控制器，其利用來自所述主電池的直流電力工作，根據(jù)所述操作裝置輸出的操作信號，控制所述液壓促動器和所述逆變器的動作，同時通過所述電動機用繼電器進行所述主電池與所述逆變器的連接·斷開；將所述主電池和所述控制器加以連接·斷開的控制器用繼電器；監(jiān)視所述主電池的狀態(tài)，同時利用所述控制器用繼電器連接·斷開所述主電池與所述控制器的電源監(jiān)視控制器；檢測所述液壓泵排出的工作油的排出液壓的液壓傳感器；以及檢測從所述主電池流向所述逆變器的負載電流的電流值的電流傳感器；該作業(yè)用車輛執(zhí)行下列步驟第1步驟，所述控制器檢測出所述液壓傳感器檢測出的所述排出液壓和所述電流傳感器檢測出的所述負載電流的大小在設定的時間內沒有變化，通過所述電動機用繼電器斷開所述主電池和所述逆變器的連接，使所述電動機停止工作；第2步驟，所述控制器檢測出在設定的時間內所述操作裝置沒有輸出所述操作信號的狀態(tài)持續(xù)位置，將指令信號發(fā)送至所述電源監(jiān)視控制器；以及第3步驟，所述電源監(jiān)視控制器在收到所述發(fā)送信號時，通過所述控制器用繼電器切斷所述主電池與所述控制器，使所述控制器停止工作。
2. 如權利要求1所述的作業(yè)用車輛，其特征在于， 所述控制器具有電動機啟動開關；在所述第2步驟中，所述控制器在檢測到所述電動機啟動開關被操作時，通過所 述電動機用繼電器連接所述主電池和所述逆變器，使所述電動機驅動，并返回所述第1步驟。
3.如權利要求1或2所述的作業(yè)用車輛，其特征在于， 所述電源監(jiān)視控制器具有電源開關；所述第3步驟中，所述控制器停止后，所述電源監(jiān)視控制器在檢測到所述電源開關被操作時，以所述控制器用繼電器、所述電動機用繼電器的順序，將所述主電池連 接到所述控制器和所述逆變器。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種利用液壓促動器(20)驅動的鏟車(1)，具有排出使液壓促動器(20)工作的工作油的液壓泵(32)、驅動液壓泵(32)的電動機(31)、提供直流電的主電池(50a)、將主電池(50a)的直流電力變換為交流電力使電動機(31)工作的逆變器(43)、連接·斷開主電池(50a)與逆變器(43)的第2繼電器(47)、實施液壓促動器(20)的操作的操作裝置(14)、控制液壓促動器和逆變器(43)動作，同時連接·斷開第2繼電器(47)的控制器(42)、連接·斷開主電池(50a)和控制器(42)的第1繼電器(46)、監(jiān)視主電池(50a)的狀態(tài)，同時連接·斷開第1繼電器(46)的電源監(jiān)視控制器(41)、檢測液壓泵(32)排出液壓的液壓傳感器(36)、以及計測流入逆變器(43)的負載電流的電流傳感器(49)。當排出液壓和負載電流沒有變化時，使電動機(31)停止工作，在無操作狀態(tài)時使控制器(42)停止。
文檔編號E02F9/20GK101454513SQ20078001970
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權日2006年6月1日
發(fā)明者吉岡昌夫 申請人:株式會社竹內制作所