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CN104584368B - 工程机械 - Google Patents

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CN104584368B
CN104584368B CN201380044599.2A CN201380044599A CN104584368B CN 104584368 B CN104584368 B CN 104584368B CN 201380044599 A CN201380044599 A CN 201380044599A CN 104584368 B CN104584368 B CN 104584368B
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Hitachi Construction Machinery Tierra Co Ltd
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Abstract

提供一种工程机械,其能够减少连接器的数量,并谋求成本的降低、省空间化以及维护性的提高。一种电动式液压挖掘机,具有电动马达(32)和作为该电动马达(32)的电源的电池装置(38),其中,还具有:共用连接器(58),其能够选择性地连接来自外部电源(49A、49B、49C)的插头;和升降压器(52),其对经由共用连接器(58)以及整流器(51)从外部电源供给的电力进行调压,以使其成为预先设定的规定的充电电压,并向电池装置(38)供给。

Description

工程机械
技术领域
本发明涉及具有内部电池的工程机械,尤其涉及为了对内部电池充电而能够连接外部电源的工程机械。
背景技术
作为工程机械之一的电动式液压挖掘机例如具有:电动马达;由该电动马达驱动的液压泵;多个液压执行机构(具体地,动臂用液压缸、斗杆用液压缸以及铲斗用液压缸等);分别控制液压油从液压泵向多个液压执行机构的流动的多个方向切换阀;分别操作这些方向切换阀的操作机构(具体地例如为如下操作装置:根据操作杆的操作位置生成先导压并将该先导压向方向切换阀的受压部输出)。而且,当驾驶员通过操作机构操作方向切换阀时,从液压泵排出的液压油向液压执行机构供给,使液压执行机构驱动。
在这种电动式液压挖掘机中,公知一种作为电动马达的电源而具有内部电池(车载电池)的挖掘机(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的电动式液压挖掘机还具有斩波装置(chopper)以及换流器(inverter)。而且,在通过来自内部电池的电力驱动电动马达的情况下,来自内部电池的直流电力由斩波装置升压,而且由换流器转换为交流电力,并向电动马达供给。
另外,专利文献1所记载的电动式液压挖掘机为了选择性地连接多种外部电源(具体地,例如三相交流200V电源、单相交流100V电源、直流220V电源),而具有能够将来自多种外部电源的插头分别连接的多个专用连接器。而且,在将来自1个外部电源的插头与所对应的专用连接器连接时,能够通过来自该外部电源的电力对内部电池充电。此时,例如在将来自三相交流200V电源的插头与所对应的专用连接器连接的情况下,斩波装置将来自三相交流200V电源的交流电力转换为直流电力,并且以使其成为预先设定的规定的充电电压(例如160V)的方式调压(降压),并向内部电池供给。另外,例如在将来自直流220V电源的插头与所对应的专用连接器连接的情况下,斩波装置对来自直流220V电源的直流电力以使其成为上述规定的充电电压的方式调压(降压),并向内部电池供给。另外,例如在将来自单相交流100V电源的插头与所对应的专用连接器连接的情况下,斩波装置将来自单相交流100V电源的交流电力转换为直流电力,并且以使其成为上述规定的充电电压的方式调压(升压),并向内部电池供给。
此外,在专利文献1所记载的电动式液压挖掘机中,为了防止多种外部电源同时连接而设有滑片。即,通过滑动滑片,而选择性地开放多个专用连接器中的某一个,并遮蔽剩余的专用连接器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-1889号公报
发明内容
但是,在上述现有技术中还具有如下的改善余地。即,在上述现有技术中,为了选择性地与多种外部电源连接,而设置能够将来自多种外部电源的插头分别连接的多个专用连接器。由此,从成本的降低以及省空间化的观点来看,希望减少连接器的数量。另外,多个专用连接器由外装罩覆盖,并设在上部旋转体的外周部,例如在作业中有可能与石子等碰撞而发生故障。由此,从维护性的观点来看,也希望减少连接器的数量。
本发明的目的在于,提供一种能够减少连接器的数量并谋求成本的降低、省空间化以及维护性的提高的工程机械。
(1)为了实现上述目的,本发明提供一种工程机械,具有电动马达、和作为所述电动马达的电源的内部电池,所述工程机械的特征在于,具有:共用连接器,其能够选择性地连接来自包括交流电源在内的多种外部电源的插头;整流器,其在与所述共用连接器连接的外部电源为交流电源的情况下,将从所述外部电源供给的交流电力转换为直流电力;和充电器,其对经由所述共用连接器以及所述整流器从所述外部电源供给的电力进行调压,以使其成为预先设定的规定的目标电压,并向所述内部电池供给。
在这种本发明中,设置能够选择性地连接来自多种外部电源的插头的共用连接器,因此,与例如设置能够分别连接来自多种外部电源的插头的多个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低、省空间化以及维护性的提高。
(2)在上述(1)中,优选为,所述工程机械具有:外部电源判定部,其判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类;和充电控制部,其根据由所述外部电源判定部判定的所述外部电源的种类来设定充电电流的上限值,并向所述充电器输出基于该设定的指令。
设想了作为内部电池而采用例如锂离子型电池的情况。在该锂离子型电池中,公知通过恒定电流/恒定电压方式进行充电。在恒定电流/恒定电压方式中,最初,若电池电压不足上限值,则以一定的充电电流充电(恒定电流充电),然后,若电池电压到达至上限值,则使充电电流减少(恒定电压充电)。而且,由于根据外部电源的种类而外部电源的可供给电力是不同的,所以最好也使恒定电流充电时的充电电流(换言之,充电电流的上限值)不同。
因此,在本发明中,判定与共用连接器连接的外部电源的种类,根据该外部电源的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源的种类而增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
(3)在上述(2)中,优选为,所述工程机械具有:开闭器,其设于在所述共用连接器与所述整流器之间连接的输电系统,与连接于所述共用连接器的所述外部电源的种类无关地被共用;供给电流传感器,其检测所述输电系统的供给电流;和电源保护控制部,其根据由所述外部电源判定部判定的所述外部电源的种类来设定供给电流的上限值,并在所述供给电流传感器的检测值超过该上限值的情况下,将所述开闭器从闭状态切换为开状态。
在这种本发明中,设置与外部电源的种类无关地被共用的电源保护用的开闭器,因此与例如设置与多种外部电源分别对应的多个断路器的情况相比,能够谋求成本的降低以及省空间化。
(4)在上述(2)中,优选为,所述工程机械具有:第1电压检测部,其检测所述整流器的一次侧的线电压;和第2电压检测部,其检测所述整流器的二次侧的电压,所述外部电源判定部进行第1判定处理和第2判定处理,其中,第1判定处理是基于所述第1电压检测部的检测结果来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源是交流电源还是直流电源的处理,第2判定处理是基于所述第1判定处理的判定结果和所述第2电压检测部的检测结果来判定与所述连接器连接的所述外部电源的供给电压的处理。
(5)在上述(2)中,优选为,所述工程机械具有:多个插头侧连接检测用端子,其分别设在来自多种所述外部电源的插头上,且根据所述外部电源的种类而配置不同;多个连接器侧连接检测用端子,其设在所述共用连接器上,且与多个所述插头侧连接检测用端子分别对应;和检测电路,其在所述外部电源的插头与所述共用连接器连接的情况下,使与所述外部电源的种类对应的所述插头侧连接检测用端子与所述连接器侧连接检测用端子连接,并输出与所述外部电源的种类对应的信号,所述外部电源判定部基于来自所述检测电路的信号来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类。
(6)在上述(2)中,优选为,所述工程机械具有多个断路器,其彼此并联地设于在所述共用连接器与所述整流器之间连接的输电系统,并与多种所述外部电源分别对应,多个所述断路器分别输出表示开闭状态的信号,所述外部电源判定机构基于来自多个所述断路器的信号,来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类。
(7)在上述(2)中,优选为,所述工程机械具有:多个断路器,其与多种所述外部电源分别对应;和连接切换器,其在所述共用连接器与所述整流器之间,选择性地连接多个所述断路器中的某一个,所述连接切换器输出表示在所述共用连接器与所述整流器之间连接的断路器的信号,所述外部电源判定部基于来自所述连接切换器的信号来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类。
发明的效果
根据本发明,能够减少连接器的数量,并谋求成本的降低、省空间化以及维护性的提高。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的电动式液压挖掘机的整体构造的侧视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的电动式液压挖掘机的整体构造的俯视图。
图3是表示本发明的第1实施方式的液压驱动装置的构成中的、与动臂用液压缸有关的构成的液压回路图。
图4是与关联设备一同来表示本发明的第1实施方式的控制装置的构成的框图。
图5是与关联设备一同来表示本发明的第1实施方式的电池装置的构成的框图。
图6是表示本发明的第1实施方式的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图7是表示本发明的第1实施方式的与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图8是表示本发明的第1实施方式的控制装置的控制器的基于外部电源判定部、充电控制部以及电源保护控制部进行的控制处理内容的流程图。
图9是表示本发明的第1实施方式的外部电源的种类的判定例的图。
图10是表示本发明的第1实施方式的由外部电源的种类和充电电流的上限值的组合构成的设定表的具体例的图。
图11是表示本发明的第1实施方式的由外部电源的种类和供给电流的上限值的组合构成的设定表的具体例的图。
图12是表示本发明的第1变形例的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图13是表示本发明的第2实施方式的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图14是表示本发明的第2变形例的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图15是表示本发明的第3实施方式的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图16是表示本发明的第3变形例的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图17是表示本发明的第4实施方式的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
图18是表示本发明的第4变形例的外部电源输入部以及配电盘的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置的控制器的功能构成的概略图。
具体实施方式
以下,作为本发明的适用对象以电动式液压挖掘机为例,说明本发明的实施方式。
通过图1~图11说明本发明的第1实施方式。
图1是表示本实施方式的电动式液压挖掘机的整体构造的侧视图,图2是俯视图。此外,之后,将电动式液压挖掘机处于图1所示的状态下且驾驶员落座于驾驶席的情况下的驾驶员的前侧(图1中左侧)、后侧(图1中右侧)、左侧(图1中朝向纸面近前侧)、右侧(图1中朝向纸面里侧),简单称为前侧、后侧、左侧、右侧。
在这些图1以及图2中,电动式液压挖掘机(在本实施方式中,运行质量不足6吨的迷你挖掘机)具有:履带式的下部行驶体1;能够旋转地设在该下部行驶体1上的上部旋转体2;和与该上部旋转体2的前侧经由摆动柱3连结的作业装置4。
下部行驶体1具有从上方来看呈大致H字形状的车架(truck frame)5。在车架5的左侧后端能够旋转地支承有驱动轮6,在车架5的左侧前端能够旋转地支承有从动轮(idler)7,由这些驱动轮6和从动轮7卷绕左侧的履带(crawler)8。而且,通过左侧的行驶用液压马达9的驱动而使左侧的驱动轮6(即,左侧的履带8)旋转。同样地,在车架5的右侧后端能够旋转地支承有驱动轮6,在车架5的右侧前端能够旋转地支承有从动轮(idler)7,由这些驱动轮6和从动轮7卷绕右侧的履带(crawler)8。而且,通过右侧的行驶用液压马达9的驱动,而使右侧的驱动轮6(即,右侧的履带8)旋转。
在车架5的前侧,能够上下活动地设有推土用的刮板10。而且,通过刮板用液压缸(未图示)的伸缩驱动而使刮板10上下活动。
上部旋转体2具有:成为其基础下部构造的旋转架11;和设在该旋转架11上的前方左侧的座舱式的驾驶室12。在下部行驶体1的车架5的中央部设有旋转轮13,上部旋转体2的旋转架11经由该旋转轮13能够旋转地设置。而且,通过旋转用液压马达(未图示)的驱动,而使上部旋转体2相对于下部行驶体1旋转。
摆动柱3能够沿左右方向转动地设在上部旋转体2的旋转架11的前侧。而且,通过摆动用液压缸14的伸缩驱动,摆动柱3向左右方向转动,并由此使作业装置4向左右摆动。
作业装置4具有动臂15、斗杆16以及铲斗(作业工具)17。动臂15能够沿上下方向转动地与摆动柱3连结,通过动臂用液压缸18的伸缩驱动而向上下方向转动。斗杆16能够沿上下方向转动地与动臂15连结,通过斗杆用液压缸19的伸缩驱动而向上下方向转动。铲斗17能够沿上下方向转动地与斗杆16连结,通过铲斗用液压缸20的伸缩驱动而向上下方向转动。此外,铲斗17能够与例如组装有选择用液压执行机构的附属装置(未图示)更换。
在驾驶室12内设有供驾驶员落座的驾驶席(座席)21。在驾驶席21的前方设有左右的行驶用操作杆22,其能够用手或者脚操作且通过向前后方向操作而分别指示左右的行驶用液压马达9(即,左右的履带8)的动作。在左侧的行驶用操作杆22的更左侧的脚边部分上,设有通过向左右方向操作而指示选择用液压执行机构(即,附属装置)的动作的选择用操作踏板23。在右侧的行驶用操作杆22的更右侧的脚边部分上,设有通过向左右方向操作而指示摆动用液压缸14(即,摆动柱3)的动作的摆动用操作踏板24。
在驾驶席21的左侧设有十字操作式的斗杆/旋转用操作杆25,其通过向前后方向操作而指示斗杆用液压缸19(即,斗杆16)的动作,并通过向左右方向操作而指示旋转用液压马达(即,上部旋转体2)的动作。在驾驶席21的右侧设有十字操作式的动臂/铲斗用操作杆26(参照后述的图3),其通过向前后方向操作而指示动臂用液压缸18(即,动臂15)的动作,并通过向左右方向操作而指示铲斗用液压缸20(即,铲斗17)的动作。另外,在驾驶席21的右侧设有刮板用操作杆(未图示),其通过向前后方向操作而指示刮板用液压缸(即,刮板10)的动作。
另外,在驾驶席21的左侧(换言之,驾驶室12的乘降口)设有操作于乘降阻止位置(具体地,妨碍驾驶员的乘降的下降位置)与乘降许可位置(具体地,允许驾驶员的乘降的上升位置)之间的门锁定杆27。
另外,在驾驶席21的右侧设有后述的钥匙开关28(参照图4)、刻度盘29(参照图4)、充电开关30(参照图4)、以及蓄电剩余量显示器31(参照图5)等。此外,充电开关30也可以设在后述的外部电源输入部41上。
在旋转架11上的驾驶室12的右侧搭载有电动马达32、液压泵33、动作油箱34、控制装置35、以及配电盘36(但是为了方便,在图2中没有图示配电盘36,由此参照后述的图4以及图6),并由右外装罩37覆盖这些部分。另外,在旋转架11上的驾驶室12的后侧搭载有电池装置38,并由后外装罩39覆盖。此外,电池装置38也起到用于取得与作业装置4的重量平衡的配重的作用。另外,在驾驶室12的左侧安装有左外装罩40,在该左外装罩40的内侧(换言之,上部旋转体2的外周部)设有外部电源输入部41。
图3是表示上述电动式液压挖掘机所具有的液压驱动装置的构成中的与动臂用液压缸18有关的构成的液压回路图。
在该图3中,设有:电动马达32;作为该电动马达32的电源的电池装置38;将来自该电池装置38的电力向电动马达32供给来驱动电动马达32的控制装置35;由电动马达32驱动的液压泵33以及先导泵42;具有动臂/铲斗用操作杆26的液压先导式的操作装置43;和根据动臂/铲斗用操作杆26的前后方向的操作来控制液压油从液压泵33向动臂用液压缸18的流动的动臂用方向切换阀44。
操作装置43主要具有:操作杆26;先导阀45A,其根据该操作杆26的从中立位置向前侧的操作量而将先导泵42的排出压减压并生成先导压;和先导阀45B,其根据操作杆26的从中立位置向后侧的操作量而将先导泵42的排出压减压并生成先导压。
而且,例如当将操作杆26向前侧操作时,根据其操作量而由先导阀45A生成的先导压,向动臂用方向切换阀44的受压部46A输出,由此,动臂用方向切换阀44切换至图中右侧的切换位置。该结果为,来自液压泵33的液压油向动臂用液压缸18的活塞杆侧油室供给,动臂用液压缸18缩短。另一方面,当将操作杆26向后侧操作时,根据其操作量而由先导阀45B生成的先导压,向动臂用方向切换阀44的受压部46B输出,由此,动臂用方向切换阀44切换至图中左侧的切换位置。该结果为,来自液压泵33的液压油向动臂用液压缸18的缸底侧油室供给,动臂用液压缸18伸长。
此外,虽未图示,但在与左右的行驶用液压马达9、斗杆用液压缸19、铲斗用液压缸20、旋转用液压马达、摆动用液压缸、以及刮板用液压缸有关的构成中,也与上述动臂用液压缸18的构成大致同样地,分别具有操作装置以及方向切换阀等。
在先导泵42的排出油路上连接有先导溢流阀(未图示),该先导溢流阀规定先导泵42的最高排出压。另外,在先导泵42的排出油路上设有锁紧阀47(lock valve),该锁紧阀47根据上述门锁定杆27的操作而切换。
若具体说明,则在门锁定杆27上设有锁紧开关48。而且,例如当将门锁定杆27操作至乘降阻止位置(下降位置)时,锁紧开关48成为闭接点。由此,经由锁紧开关48而使锁紧阀47的螺旋管部47a通电,锁紧阀47切换至图中左侧的切换位置。在该切换位置上,来自先导泵42的排出压向操作装置供给。该结果为,操作装置能够生成先导压,全部的液压执行机构能够动作。另一方面,例如当将门锁定杆27操作至乘降许可位置(上升位置)时,锁紧开关48成为开接点。由此,锁紧阀47的螺旋管部47a不通电,通过弹簧47b的弹压力而使锁紧阀47成为图中右侧的中立位置。在该中立位置上,来自先导泵42的排出压不向操作装置供给。该结果为,操作装置不能生成先导压,全部的液压执行机构不能动作。
图4是与关联设备一同来表示本实施方式的控制装置35的构成的框图。图5是与关联设备一同来表示本实施方式的电池装置38的构成的框图。
在这些图4以及图5中,控制装置35具有电池驱动功能和电池充电功能,其中,电池驱动功能为将来自电池装置38的电力向电动马达32供给的功能,电池充电功能为在外部电源49(具体后述)由外部电源输入部41连接的情况下,将从外部电源49经由外部电源输入部41以及配电盘36所供给的电力向电池装置38供给的功能。若具体说明,则控制装置35具有换流器50、整流器51、升降压器52以及控制器53。换流器50与电动马达32经接线连接。整流器51经由配电盘36与外部电源输入部41连接。升降压器52与换流器50以及整流器51连接,并且与电池装置38经接线连接。
电池装置38具有:使多个(在图5中为了方便仅表示2个)内部电池54彼此串联而成的电池系统55;电流传感器56;和电池控制器(BC)57。虽未图示具体内容,但各电池54由例如以锂离子为材料的多个电池构成,且设有监视这些电池的电池控制器。各电池控制器取得各电池54的信息(具体地,电压以及温度等的状态量)并向电池控制器57输出。另外,电流传感器56检测电池系统55的电流并向电池控制器57输出。
电池控制器57基于从各电池控制器取得的各电池54的电压来运算电池系统55的总电压,而且基于从电流传感器56取得的电流来运算电池系统55的蓄电剩余量。而且,将所运算的电池系统55的总电压以及蓄电剩余量向控制装置35的控制器53发送。另外,将所运算的蓄电剩余量向上述蓄电剩余量显示器31输出并使其显示。
另外,电池控制器57基于从各电池控制器取得的各电池54的信息来判断在电池系统55中是否发生异常,在判断为发生了异常的情况下,向控制装置35的控制器53发送错误信号。
对于控制装置35的控制器53,除了来自电池装置38的电池控制器57的信号以外,还输入有来自上述钥匙开关28、刻度盘29、充电开关30以及锁紧开关48等的信号。钥匙开关28指示电池驱动模式等,根据钥匙的旋转操作位置(关闭位置、打开位置、或启动位置)来输出信号。刻度盘29指示电动马达32的目标转速,输出与其旋转操作位置对应的目标转速的信号。充电开关30指示电池充电模式,根据其操作位置(关闭位置或打开位置)来输出信号。
而且,控制装置35的控制器53根据上述信号等选择性地进行电池驱动模式和电池充电模式,其中,电池驱动模式为向电动马达32供给来自电池装置38的电力来驱动电动马达32的模式,电池充电模式为向电池装置38供给来自外部电源49的电力来对电池系统55充电的模式。以下,具体说明各模式。
(1)电池驱动模式
控制装置35的控制器53例如在根据来自钥匙开关28的信号而判定为钥匙开关28被操作至启动位置,且根据是否有来自锁紧开关48的信号而判定为门锁定杆27处于乘降阻止位置(下降位置)的情况下,开始电池驱动模式。
此时,控制器53向升降压器52输出电池驱动的指令。根据该指令,升降压器52将来自电池装置38的直流电力的电压(例如160V左右)调压(升压)至预先设定的规定的电压(例如270V左右)并向换流器50供给。另外,控制器53向换流器50输出由刻度盘29指示的目标转速的指令。根据该指令,换流器50将来自升降压器52的直流电力转换为交流电力并向电动马达32供给。即,控制电动马达32的施加电压以使电动马达32的实际转速成为目标转速。
另外,控制器53例如判定从电池控制器57接收的电池系统55的蓄电剩余量是否不足预先设定的规定值(例如最大蓄电量的20%),在不足规定值的情况下,向换流器50以及升降压器52输出停止的指令。另外,在从电池控制器57接收到错误信号的情况下(换言之,当在电池系统55中发生异常时),向换流器50以及升降压器52输出停止的指令。另外,在判定为钥匙开关28被操作至关闭位置的情况下,向换流器50以及升降压器52输出停止的指令。根据该指令,换流器50以及升降压器52停止,并使电动马达32停止。
(2)电池充电模式
控制装置35的控制器53(具体地,后述的充电控制部64)例如在根据来自钥匙开关28的信号而判定为钥匙开关28处于关闭位置,且根据是否有来自充电开关30的信号而判定为充电开关30被操作至打开位置的情况下,开始电池充电模式。
此时,控制器53向升降压器52(换言之,充电器)输出电池充电的指令。而且,例如在由外部电源输入部41连接的外部电源49为三相交流200V电源49A(参照后述的图6)的情况下,整流器51将从三相交流200V电源49A经由外部电源输入部41以及配电盘36所供给的200V的交流电力转换为例如270V左右的直流电力。升降压器52根据上述指令,将来自整流器51的直流电力的电压调压(降压)至预先设定的规定的充电电压(例如160V左右),并向电池装置38(具体地,由多个内部电池54构成的电池系统55)供给。
另外,例如在由外部电源输入部41连接的外部电源49为直流200V电源49B(参照后述的图6)的情况下,升降压器52根据上述指令,将从直流200V电源49B经由外部电源输入部41、配电盘36以及整流器51所供给的直流电力的电压200V调压(降压)至上述规定的充电电压并向电池装置38供给。
另外,例如在由外部电源输入部41连接的外部电源49为单相交流100V电源49C(参照后述的图6)的情况下,整流器51将从单相交流100V电源49C经由外部电源输入部41以及配电盘36所供给的100V的交流电力转换为例如90V左右的直流电力。升降压器52根据上述指令,将来自整流器51的直流电力的电压调压(升压)至上述规定的充电电压并向电池装置38供给。
另外,控制器53例如判定从电池控制器57接收的电池系统55的蓄电剩余量是否达到了最大值,在达到了最大值的情况下,向升降压器52输出停止的指令。另外,在一定时间内没有进行来自外部电源49的电力供给的情况,或从电池控制器57接收到错误信号的情况下(换言之,在电池系统55中发生异常时),向升降压器52输出停止的指令。另外,在根据是否有来自充电开关30的信号而判定为充电开关30被操作至关闭位置的情况下,向升降压器52输出停止的指令。根据该指令,升降压器52停止,且电池充电模式结束。
接下来,说明作为本实施方式特征的外部电源输入部41的构成、配电盘36的构成、以及与电池充电有关的控制装置35的控制器53的功能。
图6是表示本实施方式的外部电源输入部41以及配电盘36的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置35的控制器53的功能构成的概略图。图7是表示本实施方式的与电池充电有关的控制装置35的控制器53的功能构成的概略图。但是,为了方便,在图7中,表示了与控制器53的外部电源判定部以及充电控制部关联的设备和部件,在图6中,表示了与控制器53的电源保护控制部关联的设备和部件。
作为本实施方式的最大特征,在外部电源输入部41设有共用连接器58。该共用连接器58能够选择性地连接来自多种外部电源49的插头。具体地,能够选择性地连接例如根据外部电源49的种类而不同的插头(具体地,例如三相交流电源49A的插头59A、直流电源49B的插头59B、单相交流电源49C的插头59C)。或者,例如能够连接对多种外部电源49共用而安装的插头59。而且,共用连接器58经由共用输电系统60(具体地,例如允许外部电源49A、49B、49C的供给电流中的最大值的输电系统)而与控制装置35的整流器51连接。
控制装置35的控制器53具有判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类的外部电源判定部61。若具体说明,则设有检测整流器51的一次侧(换言之,外部电源侧)的线电压的第1电压传感器62(第1电压检测部),外部电源判定部61进行基于来自第1电压传感器62的检测信号(检测结果)来判定与共用连接器58连接的外部电源49是直流电源或交流电源的第1判定处理。另外,设有检测整流器51的二次侧(换言之,升降压器侧)的电压的第2电压传感器63(第2电压检测部),外部电源判定部61进行基于上述的第1判定处理的判定结果和来自第2电压传感器63的检测信号(检测结果)来判定与共用连接器58连接的外部电源49的供给电压的第2判定处理。该结果为,能够判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类为例如三相交流200V电源49A、直流200V电源49B、以及单相交流100V电源49C中的哪一个。
另外,控制器53具有充电控制部64,其根据由外部电源判定部61判定的外部电源49(换言之,与共用连接器58连接的外部电源49)的种类来设定充电电流的上限值,并向升降压器52输出基于该设定的指令。若具体说明,则充电控制部64进行恒定电流/恒定电压方式的充电控制。最初,若电池系统55的总电压未到达上限值,则以一定的充电电流来充电(恒定电流充电),然后,若电池系统55的总电压到达至上限值,则使充电电流减少(恒定电压充电)。升降压器52作为该类设备而为公知的升降压斩波器,如图所示,由开关元件65a~65d、二极管66a~66d、电抗67、充电电流传感器68、以及电解电容器69构成。而且,升降压器52在恒定电流充电时,对开关元件65a~65d进行打开/关闭控制,以使由充电电流传感器68检测到的充电电流的检测值成为从充电控制部64指示的上限值。
在共用输电系统60中设有例如常闭型的开闭器70,该开闭器70与连接于共用连接器58的外部电源49的种类无关地被共用。另外,设有检测共用输电系统60的供给电流(具体地,开闭器70的一次侧的电流)的供给电流传感器71。此外,这些开闭器70以及供给电流传感器71构成配电盘36。而且,控制器53具有电源保护控制部72,其根据由外部电源判定部61判定的外部电源49(换言之,与共用连接器58连接的外部电源49)的种类来设定供给电流的上限值,并在供给电流传感器71的检测值超过该上限值的情况下,将开闭器70从闭状态切换为开状态。
接下来,通过图8来说明上述的控制器53的外部电源判定部61、充电控制部64、以及电源保护控制部72的控制顺序。图8是表示基于控制器53的外部电源判定部61、充电控制部64、以及电源保护控制部72进行的控制处理内容的流程图。
首先,在步骤100中,控制器53的外部电源判定部61判定是否为电池充电模式。例如在不是电池充电模式的情况下,不满足步骤100的判定,该判定被反复进行。另一方面,例如在是电池充电模式的情况下,步骤100的判定被满足,向步骤101转移。
在步骤101中,外部电源判定部61基于由第1电压传感器62检测到的整流器51的一次侧的线电压,来判定与共用连接器58连接的外部电源49是直流电源或交流电源。具体地,例如在整流器51的一次侧的线电压为规定阈值(例如10V)以上的情况下,推定在共用连接器58上连接有交流电源。另一方面,例如在整流器51的一次侧的线电压不足规定阈值的情况下,推定在共用连接器58上连接有直流电源,或者在共用连接器58上未连接有外部电源49。而且,前进至步骤102,外部电源判定部61基于上述步骤101的判定结果和由第2电压传感器63检测到的整流器51的二次侧的电压,来判定与共用连接器58连接的外部电源49的供给电压。
具体地,例如如图9所示,在整流器51的一次侧的线电压为90V,且整流器51的二次侧的电压为270V的情况(换言之,整流器51的一次侧的线电压为10V以上,整流器51的二次侧的电压为230V以上且为310V以下的情况)下,判定为与共用连接器58连接的外部电源49为三相交流200V电源49A。另外,例如如图9所示,在整流器51的一次侧的线电压为45V,且整流器51的二次侧的电压为180V的情况(换言之,整流器51的一次侧的线电压为10V以上,整流器51的二次侧的电压为50V以上且为130V以下的情况)下,判定为与共用连接器58连接的外部电源49为单相交流100V电源49C。另外,例如如图9所示,在整流器51的一次侧的线电压为0V,且整流器51的二次侧的电压为200V的情况下,判定为与共用连接器58连接的外部电源49为直流200V电源49B。另外,例如,在整流器51的一次侧的线电压为0V,且整流器51的二次侧的电压为0V的情况下,判定为在共用连接器58上未连接有外部电源49。
然后,前进至步骤103,判定在共用连接器58上是否连接有外部电源49。例如在通过上述的步骤101以及102而判定为在共用连接器58上未连接外部电源49的情况下,步骤103的判定未被满足,返回至上述的步骤100并重复同样的顺序。另一方面,例如通过上述的步骤101以及102而判定为在共用连接器58上连接有外部电源49的情况下,步骤103的判定被满足,向步骤104以及105转移。
在步骤104中,外部电源判定部61向充电控制部64输出与共用连接器58连接的外部电源49的种类的信息。在充电控制部64中预先存储了由外部电源49的种类和充电电流的上限值(具体地,基于外部电源49的可供给电力和充电电压而预先运算出的值)的组合所构成的设定表(参照图10)。而且,充电控制部64基于上述的设定表,根据从外部电源判定部61输入的外部电源49的种类来设定充电电流的上限值。
具体地,例如在与共用连接器58连接的外部电源49为三相交流200V电源49A的情况下,充电控制部64将充电电流的上限值设定为45A,并向升降压器52输出基于该设定的指令。由此,升降压器52在恒定电流充电时,对开关元件65a~65d进行打开/关闭控制,以使由充电电流传感器68检测到的充电电流的检测值成为45A。另外,例如在与共用连接器58连接的外部电源49为直流200V电源49B的情况下,充电控制部64将充电电流的上限值设定为40A,并向升降压器52输出基于该设定的指令。由此,升降压器52在恒定电流充电时,对开关元件65a~65d进行打开/关闭控制,以使由充电电流传感器68检测到的充电电流的检测值成为40A。另外,例如在与共用连接器58连接的外部电源49为单相交流100V电源49C的情况下,充电控制部64将充电电流的上限值设定为10A,并向升降压器52输出基于该设定的指令。由此,升降压器52在恒定电流充电时,对开关元件60a~60d进行打开/关闭控制,以使由充电电流传感器68检测到的充电电流的检测值成为10A。
在步骤105中,外部电源判定部61向电源保护控制部72输出与共用连接器58连接的外部电源49的种类的信息。在电源保护控制部72中预先存储了由外部电源49的种类和供给电流的上限值(具体地,基于外部电源49的可供给电力和供给电压而预先运算出的值)的组合所构成的设定表(参照图11)。而且,电源保护控制部72基于上述的设定表,根据从外部电源判定部61输入的外部电源49的种类来设定供给电流的上限值。
具体地,例如在与共用连接器58连接的外部电源49为三相交流200V电源49A的情况下,电源保护控制部72将供给电流的上限值设定为50A,并判定供给电流传感器71的检测值是否超过该上限值。另外,例如在与共用连接器58连接的外部电源49为直流200V电源49B的情况下,电源保护控制部72将供给电流的上限值设定为50A,并判定供给电流传感器71的检测值是否超过该上限值。另外,例如在与共用连接器58连接的外部电源49为单相交流100V电源49C的情况下,电源保护控制部72将供给电流的上限值设定为12A,并判定供给电流传感器71的检测值是否超过该上限值。而且,例如在供给电流传感器71的检测值超过上限值的情况下,向开闭器70的线圈输出控制信号,将开闭器70的接点切换为开状态。由此,保护与共用连接器58连接的外部电源49。
在以上那样的本实施方式中,设有能够选择性地连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的共用连接器58,因此,例如与设有能够分别连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41的小型化,并能够谋求上部旋转体2内的省空间化。尤其,在本实施方式中,在外部电源输入部41仅设有共用连接器58,因此,不用设置滑片等,也能够防止外部电源49A、49B、49C被同时连接。由此,不需要滑片等,从该观点来看,也能够谋求外部电源输入部41的小型化,并能够谋求上部旋转体2内的省空间化。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本实施方式中,设有与外部电源49的种类无关地被共用的电源保护用的开闭器70,因此,例如与设置与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个断路器的情况相比,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求配电盘36的小型化,并能够谋求上部旋转体2内的省空间化。
另外,在本实施方式中,控制装置35的控制器53判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类,并根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第1实施方式中,以作为检测整流器51的一次侧的线电压的第1电压检测部而设有第1电压传感器62,作为检测整流器51的二次侧的电压的第2电压检测部而设有第2电压传感器63的情况为例进行了说明,但并不限于此,能够在不脱离本发明的主旨以及技术思想的范围内进行各种变形。即,也可以代替第1电压传感器62以及第2电压传感器63,例如使控制装置35的控制器53具有检测整流器51的一次侧的线电压以及二次侧的电压的功能。在该情况下,也能够得到与上述同样的效果。
另外,在上述第1实施方式中,以在外部电源输入部41仅设有共用连接器58的情况为例进行了说明,但并不限于此,能够在不脱离本发明的主旨以及技术思想的范围内进行各种变形。即,例如如图12所示的第1变形例那样,也可以为,在外部电源输入部41A设有能够连接三相交流电源49A的插头59A或直流电源49B的插头59B(或者,能够连接对三相交流电源49A以及直流电源49B共同安装的插头59)的共用连接器58、和能够连接单相交流电源49C的插头59C的专用连接器73。具体说明这种变形例。此外,在本变形例中,对与上述第1实施方式同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
在本变形例中,共用连接器58经由共用输电系统60(具体地,允许外部电源49A、49B的供给电流50A的输电系统)与控制装置35的整流器51连接,专用连接器73经由专用输电系统74(具体地,允许外部电源49C的供给电流12A的输电系统)与控制装置35的整流器51连接。在共用输电系统60中设有开闭器70以及供给电流传感器71,在专用输电系统74中设有与外部电源49C对应的断路器75(具体地,在供给电流超过预先设定的上限值12A的情况下遮断的遮断器)。此外,这些开闭器70、供给电流传感器71以及断路器75构成配电盘36A。
而且,控制装置35的控制器53的电源保护控制部72仅在由外部电源判定部61判定的外部电源49为外部电源49A或49B(换言之,与共用连接器58连接的外部电源)的情况下,根据该外部电源的种类来设定供给电流的上限值,并在供给电流传感器71的检测值超过该上限值的情况下,将开闭器70从闭状态切换至开状态。
在以上那样的本变形例中,设有共用连接器58和专用连接器73,因此,例如与设置与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41A的小型化,并能够谋求上部旋转体2内的省空间化。但是,优选为,为了防止外部电源49A或49B与外部电源49C被同时连接,最好设置例如滑片76等。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本变形例中,设有与外部电源49A、49B对应的电源保护用的开闭器70和与外部电源49C对应的断路器75,因此,与例如设有与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个断路器的情况相比,能够谋求成本的降低。另外,能够使配电盘36A小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。
另外,在本变形例中,控制装置35的控制器53判定与共用连接器58或专用连接器73连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,与上述第1实施方式同样地,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第1实施方式以及第1变形例中,如图9所示,以外部电源判定部61判定由外部电源输入部41或41A连接的外部电源49是三相交流200V电源49A、直流200V电源49B、或单相交流100V电源49C的情况为例进行了说明,但并不限于此。即,例如也可以为,在整流器51的一次侧的线电压为90V,整流器51的二次侧的电压为180V的情况下(换言之,整流器51的一次侧的线电压为10V以上,整流器51的二次侧的电压为140V以上且为220V以下的情况下),判定为与共用连接器58连接的外部电源49为三相交流200V电源。在该情况下,充电控制部64只要将充电电流的上限值设定为20A,并向升降压器52输出基于该设定的指令即可。另外,电源保护控制部72只要将供给电流的上限值设定为12A,并在供给电流传感器71的检测值超过该上限值的情况下将开闭器70从闭状态切换为开状态即可。
通过图13来说明本发明的第2实施方式。此外,在本实施方式中,对与上述第1实施方式同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
图13是表示本实施方式的外部电源输入部41以及配电盘36的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置35的控制器53A的功能构成的概略图。
在本实施方式中,与上述第1实施方式同样地,在外部电源输入部41设有共用连接器58。该共用连接器58能够选择性地连接来自多种外部电源49的插头。具体地,例如,能够选择性地连接三相交流电源49A的插头59A、直流电源49B的插头59B、单相交流电源49C的插头59C。而且,共用连接器58经由共用输电系统60与控制装置35的整流器51连接。
另外,控制装置35的控制器53A具有基于来自后述的来自检测电路79的信号来判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类的外部电源判定部61A。
例如为了检测与来自3种外部电源49A、49B、49C的插头之间的连接,而在共用连接器58上设有4个连接器侧连接检测用端子77A、77B、77C、77D。连接器侧连接检测用端子77A与接地电位体连接,连接器侧连接检测用端子77B、77C、77D与控制装置35的控制器53A经接线连接。在外部电源49A的插头59A上,设有以与连接器侧连接检测用端子77A、77B分别对应的方式配置的插头侧连接检测用端子78A、78B,这些插头侧连接检测用端子78A、78B彼此连接。另外,在外部电源49B的插头59B上,设有以与连接器侧连接检测用端子77A、77C分别对应的方式配置的插头侧连接检测用端子78A、78C,这些插头侧连接检测用端子78A、78C彼此连接。另外,在外部电源49C的插头59C上,设有以与连接器侧连接检测用端子77A、77D分别对应的方式配置的插头侧连接检测用端子78A、78D,这些插头侧连接检测用端子78A、78D彼此连接。通过以上那样的构成而形成检测电路79,其在外部电源49的插头与共用连接器58连接的情况下,与外部电源49的种类对应的插头侧连接检测用端子与连接器侧连接检测用端子连接,并输出与外部电源49的种类对应的信号。
而且,例如在外部电源49A的插头59A与共用连接器58连接的情况下,插头侧连接检测用端子78A与连接器侧连接检测用端子77A连接,插头侧连接检测用端子78B与连接器侧连接检测用端子77B连接,来自连接器侧连接检测用端子77B的信号向控制装置35的控制器53A输入。外部电源判定部61A基于该信号判定为与共用连接器58连接的外部电源49为三相交流200V电源49A。另外,例如在外部电源49B的插头59B与共用连接器58连接的情况下,插头侧连接检测用端子78A与连接器侧连接检测用端子77A连接,插头侧连接检测用端子78C与连接器侧连接检测用端子77C连接,来自连接器侧连接检测用端子77C的信号向控制装置35的控制器53A输入。外部电源判定部61A基于该信号判定为与共用连接器58连接的外部电源49为直流200V电源49B。另外,例如在外部电源49C的插头59B与共用连接器58连接的情况下,插头侧连接检测用端子78A与连接器侧连接检测用端子77A连接,插头侧连接检测用端子78D与连接器侧连接检测用端子77D连接,来自连接器侧连接检测用端子77D的信号向控制装置35的控制器53A输入。外部电源判定部61A基于该信号判定为与共用连接器58连接的外部电源49为单相交流100V电源49C。
控制器53A与上述第1实施方式的控制器53同样地具有充电控制部64,其根据由外部电源判定部61A判定的外部电源49(换言之,与共用连接器58连接的外部电源49)的种类来设定充电电流的上限值,并向升降压器52输出基于该设定的指令。另外,具有电源保护控制部72,其根据由外部电源判定部61A判定的外部电源49(换言之,与共用连接器58连接的外部电源49)的种类来设定供给电流的上限值,并在供给电流传感器71的检测值超过该上限值的情况下,将开闭器70从闭状态切换为开状态。
在以上那样的本实施方式中,与上述第1实施方式同样地,设有能够选择性地连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的共用连接器58,因此,例如与设有能够分别连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。尤其在本实施方式中,在外部电源输入部41上仅设有共用连接器58,因此,不用设置滑片等,也能够防止外部电源49A、49B、49C被同时连接。由此,不需要滑片等,从这种观点来看,也能够谋求外部电源输入部41的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本实施方式中,与上述第1实施方式同样地,设有与外部电源49的种类无关地被共用的电源保护用的开闭器70,因此,例如与设有与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个断路器的情况相比,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求配电盘36的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。
另外,在本实施方式中,与上述第1实施方式同样地,控制装置35的控制器53A判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第2实施方式中,以在外部电源输入部41仅设有共用连接器58的情况为例进行了说明,但并不限于此,能够在不脱离本发明的主旨以及技术思想的范围内进行各种变形。即,例如如图14所示的第2变形例那样地,也可以为,在外部电源输入部41A上设有能够连接三相交流电源49A的插头59A或直流电源49B的插头59B的共用连接器58、和能够连接单相交流电源49C的插头59C的专用连接器73。具体说明这种变形例。此外,在本变形例中,对与上述第1以及第2实施方式和上述第1变形例同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
在本变形例中,为了检测与外部电源49A的插头59A或外部电源49B的插头59B之间的连接,而在共用连接器58上设有3个连接器侧连接检测用端子77A、77B、77C。连接器侧连接检测用端子77A与接地电位体连接,连接器侧连接检测用端子77B、77C与控制装置35的控制器53A经接线连接。在外部电源49A的插头59A上设有以与连接器侧连接检测用端子77A、77B分别对应的方式配置的插头侧连接检测用端子78A、78B,这些插头侧连接检测用端子78A、78B彼此连接。另外,在外部电源49B的插头59B上设有以与连接器侧连接检测用端子77A、77C分别对应的方式配置的插头侧连接检测用端子78A、78C,这些插头侧连接检测用端子78A、78C彼此连接。通过以上那样的构成而形成检测电路79A。
为了检测与外部电源49C的插头59C之间的连接,在专用连接器73上设有2个连接器侧连接检测用端子77A、77D。连接器侧连接检测用端子77A与接地电位体连接,连接器侧连接检测用端子77D与控制装置35的控制器53A经接线连接。在外部电源49C的插头59C上设有以与连接器侧连接检测用端子77A、77D分别对应的方式配置的插头侧连接检测用端子78A、78D,这些插头侧连接检测用端子78A、78D彼此连接。通过这种构成形成了检测电路79B。
而且,例如在外部电源49A的插头59A与共用连接器58连接的情况下,插头侧连接检测用端子78A与连接器侧连接检测用端子77A连接,插头侧连接检测用端子78B与连接器侧连接检测用端子77B连接,来自连接器侧连接检测用端子77B的信号向控制装置35的控制器53A输入。外部电源判定部61A基于该信号而判定为与共用连接器58连接的外部电源49为三相交流200V电源49A。另外,例如在外部电源49B的插头59B与共用连接器58连接的情况下,插头侧连接检测用端子78A与连接器侧连接检测用端子77A连接,插头侧连接检测用端子78C与连接器侧连接检测用端子77C连接,来自连接器侧连接检测用端子77C的信号向控制装置35的控制器53A输入。外部电源判定部61A基于该信号而判定为与共用连接器58连接的外部电源49为直流200V电源49B。另外,例如在外部电源49C的插头59C与专用连接器73连接的情况下,插头侧连接检测用端子78A与连接器侧连接检测用端子77A连接,插头侧连接检测用端子78D与连接器侧连接检测用端子77D连接,来自连接器侧连接检测用端子77D的信号向控制装置35的控制器53A输入。外部电源判定部61A基于该信号而判定为在专用连接器73上连接有单相交流100V电源49C。
另外,与上述第1变形例同样地,共用连接器58经由共用输电系统60与控制装置35的整流器51连接,专用连接器73经由专用输电系统74与控制装置35的整流器51连接。在通用输电系统60内设有开闭器70以及供给电流传感器71,在专用输电系统74内设有与外部电源49C对应的断路器75。此外,这些开闭器70、供给电流传感器71以及断路器75构成配电盘36A。
而且,控制装置35的控制器53A的电源保护控制部72仅在由外部电源判定部61A判定的外部电源49为外部电源49A或49B(换言之,与共用连接器58连接的外部电源)的情况下,根据该外部电源的种类来设定供给电流的上限值,并在供给电流传感器71的检测值超过该上限值的情况下,将开闭器70从闭状态切换为开状态。
在以上那样的本变形例中,与上述第1变形例同样地,设有共用连接器58和专用连接器73,因此,与例如设有与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41A的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。但优选为,为了防止外部电源49A或49B与外部电源49C被同时连接,最好设置例如滑片76等。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本变形例中,与上述第1变形例同样地,设有与外部电源49A、49B对应的电源保护用的开闭器70和与外部电源49C对应的断路器75,因此,与例如设有与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个断路器的情况相比,能够谋求成本的降低。另外,能够使配电盘36A小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。
另外,在本变形例中,与上述第1变形例同样地,控制装置35的控制器53A判定与共用连接器58或专用连接器73连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第1以及第2实施方式和上述第1以及第2变形例中,以设有常闭型的开闭器70的情况为例进行了说明,但并不限于此,也可以设置常开型的开闭器。而且,电源保护控制部72只要与电池充电模式的开始对应地将开闭器从开状态控制为闭状态,并与电池充电模式的结束对应地将开闭器从闭状态控制为开状态即可。在该情况下,也能够得到与上述同样的效果。
另外,在上述第1以及第2实施方式和上述第1以及第2变形例中,以具有外部电源判定部61(或61A)、充电控制部64、以及电源保护控制部72的控制器53(或53A)为例进行了说明,但并不限于此,也可以独立地设置外部电源判定部61(或61A)、充电控制部、以及电源保护控制部72。在该情况下,也能够得到与上述同样的效果。
另外,在上述第1以及第2实施方式和上述第1以及第2变形例中,以具有开闭器70、供给电流传感器71以及电源保护控制部72的情况为例进行了说明,也可以代替这些部件,设置与多种外部电源49分别对应的断路器。在该情况下,也能够减少连接器的数量,能够谋求成本的降低、省空间化以及维护性的提高。另外,能够根据外部电源的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
通过图15来说明本发明的第3实施方式。此外,在本实施方式中,对与上述第1以及第2实施方式和上述第1以及第2变形例同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
图15是表示本实施方式的外部电源输入部41以及配电盘36B的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置35的控制器53B的功能构成的概略图。
在本实施方式中,与上述第1实施方式同样地,在外部电源输入部41设有共用连接器58。该共用连接器58能够选择性地连接来自多种外部电源49的插头。具体地,例如能够选择性地连接根据外部电源49的种类而不同的插头(具体地,例如三相交流电源49A的插头59A、直流电源49B的插头59B、单相交流电源49C的插头59C)。或者,例如能够连接对多种外部电源49共用而安装的插头59。而且,共用连接器58经由共用输电系统60与控制装置35的整流器51连接。
另外,在本实施方式中,在共用输电系统60设有与外部电源49A对应的断路器75A(具体地,在供给电流超过预先设定的上限值50A的情况下遮断的遮断器)、与外部电源49B对应的断路器75B(具体地,在供给电流超过预先设定的上限值50A的情况下遮断的遮断器)、和与外部电源49C对应的断路器75C(具体地,在供给电流超过预先设定的上限值12A的情况下遮断的遮断器)。断路器75A、75B、75C彼此并联。而且,在断路器75A、75B、75C中,以使与共用连接器58连接的外部电源所对应的断路器由手动操作成为开状态,并将剩余的断路器由手动操作设为开状态的方式来运用。另外,断路器75A、75B、75C分别输出表示开闭状态的信号。此外,断路器75A、75B、75C构成配电盘36B。
而且,控制装置35的控制器53B具有基于来自断路器75A、75B、75C的信号判定与共用连接器58连接的外部电源的种类的外部电源判定部61B。若具体说明,则外部电源判定部61B在断路器75A、75B、75C中的某一个被操作为闭状态的情况下,判断为与被操作为闭状态的断路器对应的外部电源是与共用连接器58连接的。
另外,控制器53B与上述第1以及第2实施方式的控制器53、53A同样地具有充电控制部64,其根据由外部电源判定部61B判定的外部电源49(换言之,与共用连接器58连接的外部电源49)的种类来设定充电电流的上限值,并向升降压器52输出基于该设定的指令。
在以上那样的本实施方式中,与上述第1以及第2实施方式同样地,设有能够选择性地连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的共用连接器58。因此,与例如设有能够分别连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。尤其在本实施方式中,在外部电源输入部41仅设有共用连接器58,因此,不用设置滑片等,也能够防止外部电源49A、49B、49C被同时连接。由此,不需要滑片等,从这种观点来看,也能够谋求外部电源输入部41的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本实施方式中,与上述第1以及第2实施方式同样地,控制装置35的控制器53B判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第3实施方式中,以在外部电源输入部41仅设有共用连接器58的情况为例进行了说明,但并不限于此,能够在不脱离本发明的主旨以及技术思想的范围内进行各种变形。即,例如如图16所示的第3变形例那样地,也可以为,在外部电源输入部41A设有能够连接三相交流电源49A的插头59A或直流电源49B的插头59B的共用连接器58、和能够连接单相交流电源49C的插头59C的专用连接器73。具体说明这种变形例。此外,在本变形例中,对与上述第1~第3实施方式和上述第1以及第2变形例同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
在本变形例中,共用连接器58经由共用输电系统60与控制装置35的整流器51连接,专用连接器73经由专用输电系统74与控制装置35的整流器51连接。在共用输电系统60内设有与外部电源49A、49B分别对应的断路器75A、75B,断路器75A、75B彼此并联。在专用输电系统74内设有与外部电源49C对应的断路器75C。
在以上那样的本变形例中,与上述第1以及第2变形例同样地,设有共用连接器58和专用连接器73,因此,与设有例如与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41A的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。但优选为,为了防止外部电源49A或49B与外部电源49C被同时连接,最好设有例如滑片76等。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本变形例中,与上述第1以及第2变形例同样地,控制装置35的控制器53B判定与共用连接器58或专用连接器73连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
通过图17来说明本发明的第4实施方式。此外,在本实施方式中,对与上述第1~第3实施方式和上述第1~第3变形例同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
图17是表示本实施方式的外部电源输入部41以及配电盘36C的构成,并且表示与电池充电有关的控制装置35的控制器53C的功能构成的概略图。
在本实施方式中,与上述第1以及第3实施方式同样地,在外部电源输入部41设有共用连接器58。该共用连接器58能够选择性地连接来自多种外部电源49的插头。具体地,例如能够选择性地连接根据外部电源49的种类而不同的插头(具体地,例如三相交流电源49A的插头59A、直流电源49B的插头59B、单相交流电源49C的插头59C)。或者,例如能够连接对多种外部电源49共用而安装的插头59。而且,共用连接器58经由共用输电系统60与控制装置35的整流器51连接。
另外,与上述第3实施方式同样地,在共用输电系统60内设有与外部电源49A、49B、49C分别对应的断路器75A、75B、75C,断路器75A、75B、75C彼此并联。而且,在本实施方式中,设有通过手动操作将断路器75A、75B、75C中的一个选择性地与共用输电系统60连接的连接切换器80。连接切换器80输出表示与共用输电系统60连接的断路器的信号。此外,上述的断路器75A、75B、75C以及连接切换器80构成配电盘36C。
而且,控制装置35的控制器53C具有基于来自连接切换器80的信号来判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类的外部电源判定部61C。若具体说明,则外部电源判定部61C通过连接切换器80而判断为与连接于共用输电系统60的断路器对应的外部电源是与共用连接器58连接的。
另外,控制器53C与上述第1~第3实施方式的控制器53、53A、53B同样地具有充电控制部64,其根据由外部电源判定部61C判定的外部电源49(换言之,与共用连接器58连接的外部电源49)的种类来设定充电电流的上限值,并向升降压器52输出基于该设定的指令。
在以上那样的本实施方式中,与上述第1~第3实施方式同样地,设有能够选择性地连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的共用连接器58,因此,与设有例如能够分别连接来自外部电源49A、49B、49C的插头的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本实施方式中,与上述第1~第3实施方式同样地,控制装置35的控制器53C判定与共用连接器58连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第4实施方式中,以在外部电源输入部41仅设有共用连接器58的情况为例进行了说明,但并不限于此,能够在不脱离本发明的主旨以及技术思想的范围内进行各种变形。即,例如图18所示的第4变形例那样地,也可以为,在外部电源输入部41B设有能够连接三相交流电源49A的插头59A或直流电源49B的插头59B的共用连接器58、和能够连接单相交流电源49C的插头59C的专用连接器73。具体说明这种变形例。此外,在本变形例中,对与上述第1~第4实施方式和上述第1~第3变形例同等的部分标注相同的附图标记,并适当省略说明。
在本变形例中,共用连接器58经由共用输电系统60与控制装置35的整流器51连接,专用连接器73经由专用输电系统74与控制装置35的整流器51连接。在共用输电系统60内设有与外部电源49A、49B分别对应的断路器75A、75B,断路器75A、75B彼此并联。在专用输电系统74内设有与外部电源49C对应的断路器75C。另外,设有连接切换器80,其通过手动操作将断路器75A与共用输电系统60连接,或将断路器75B与共用输电系统60连接,或将断路器75C与专用输电系统74连接。
在以上那样的本变形例中,与上述第1以及第2变形例同样地,设有共用连接器58和专用连接器73,因此,与设有例如与外部电源49A、49B、49C分别对应的3个专用连接器的情况相比,能够减少连接器的数量。因此,能够谋求成本的降低。另外,能够谋求外部电源输入部41B的小型化,能够谋求上部旋转体2内的省空间化。此外,在本变形例中,设有连接切换器80,因此,不用在外部电源输入部41B中设置滑片等,也能够防止外部电源49A、49B、49C被同时连接。另外,随着连接器的数量的降低,能够谋求维护性的提高。
另外,在本变形例中,与上述第1以及第2变形例同样地,控制装置35的控制器53B判定与共用连接器58或专用连接器73连接的外部电源49的种类,根据该外部电源49的种类来设定充电电流的上限值,并进行基于该设定的充电控制。由此,能够根据外部电源49的种类增大充电电流,能够谋求充电时间的缩短。
此外,在上述第3以及第4实施方式和上述第3以及第4变形例中,以具有外部电源判定部61B(或61C)以及充电控制部64的控制器53B(或53C)为例进行了说明,但并不限于此,也可以为,将外部电源判定部61B(或61C)和充电控制部64独立地设置。在该情况下,也能够得到与上述同样的效果。
此外,在以上中,以设有控制装置35的情况为例进行了说明,该控制装置35具有将来自电池装置38的电力向电动马达32供给的电池驱动功能(电池驱动部)、和将来自外部电源49的电力向电池装置38供给的电池充电功能(电池充电部),但并不限于此,也可以将电池驱动部和电池充电部独立地设置。即,例如,也可以为,将由换流器50、升压器以及控制器构成的电池驱动部、和由整流器51、充电器以及控制器构成的电池充电部独立地设置。而且,虽然上述充电器也可以作为升降压器,但是,只要限制为例如三相交流200V电源49A以及直流200V电源,则也可以作为降压器。在这种情况下,也能够得到与上述同样的效果。
另外,电动式液压挖掘机以作为作业装置用液压执行机构(具体地,动臂用液压缸18,斗杆用液压缸19,铲斗用液压缸20)以外的液压执行机构而具有左右的行驶用液压马达9以及旋转用液压马达等的情况为例进行了说明,但并不限于此。即,也可以为,例如代替左右的行驶用液压马达9,具有通过来自电池装置38的电力而驱动的左右的行驶用电动马达。另外,也可以为,代替例如旋转用液压马达,具有通过来自电池装置38的电力而驱动的旋转用电动马达。在这些情况下,也能够得到与上述同样的效果。
另外,作为本发明的适用对象以电动式液压挖掘机为例进行了说明,但并不限于此,只要具有电动马达、作为该电动马达的电源的内部电池,则也可以适用于其他的工程机械。即,例如也可以适用于具有发动机、电动马达和作为该电动马达的电源的内部电池的混合动力式液压挖掘机。另外,也可以适用于例如液压起重机等。在这些情况下,也能够得到与上述同样的效果。
附图标记说明
9 行驶用液压马达
14 摆动用液压缸
18 动臂用液压缸
19 斗杆用液压缸
20 铲斗用液压缸
32 电动马达
33 液压泵
35 控制装置
38 电池装置
49 外部电源
49A 三相交流200V电源(外部电源)
49B 直流200V电源(外部电源)
49C 单相交流100V电源(外部电源)
51 整流器
52 升降压器(充电器)
53、53A、53B、53C 控制器
54 内部电池
55 电池系统
58 共用连接器
59、59A、59B、59C 插头
60 共用输电系统
61、61A、61B、61C 外部电源判定部
62 第1电压传感器(第1电压检测部)
63 第2电压传感器(第2电压检测部)
64 充电控制部
70 开闭器
71 供给电流传感器
72 电源保护控制部
75 断路器
75A、75B、75C 断路器
77A、77B、77C、77D 连接器侧连接检测用端子
78A、78B、78C、78D 插头侧连接检测用端子
79、79A、79B 检测电路
80 连接切换器

Claims (5)

1.一种工程机械,其特征在于,具有:
电动马达;
内部电池,其作为所述电动马达的电源
液压泵以及先导泵,其由所述电动马达驱动;
液压执行机构,其由来自所述液压泵的液压油驱动;
方向切换阀,其控制液压油从所述液压泵向所述液压执行机构的流动;
液压先导式的操作装置,其根据操作杆的操作量将所述先导泵的排出压减压而生成先导压,并向所述方向切换阀的受压部输出该先导压;
门锁定杆,其设在驾驶室的乘降口,能够操作至乘降许可位置和乘降阻止位置;
锁紧阀,其在所述门锁定杆操作至乘降许可位置的情况下,截断所述先导泵与所述操作装置之间的油路,并在所述门锁定杆操作至乘降阻止位置的情况下,连通所述先导泵与所述操作装置之间的油路;
钥匙开关,其设在所述驾驶室内,能够操作至关闭位置、打开位置以及启动位置;
共用连接器,其能够选择性地连接来自包括交流电源在内的多种外部电源的插头;
充电开关,其能够操作至关闭位置以及打开位置;和
控制装置,其在所述钥匙开关操作至开启位置且所述门锁定杆位于乘降阻止位置的情况下,开始由所述内部电池的电力驱动所述电动马达的电池驱动模式,并在所述钥匙开关位于关闭位置且所述充电开关操作至打开位置的情况下,开始由所述外部电源的电力对所述内部电池充电的电池充电模式,
所述控制装置具有:
整流器,其在与所述共用连接器连接的外部电源为交流电源的情况下,将从所述外部电源供给的交流电力转换为直流电力;
充电器,其对经由所述共用连接器以及所述整流器从所述外部电源供给的电力进行调压,以使其成为预先设定的规定的目标电压,并向所述内部电池供给;
外部电源判定部,其判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类;和
充电控制部,其根据由所述外部电源判定部判定的所述外部电源的种类来设定充电电流的上限值,并向所述充电器输出基于该设定的指令,
而且,所述工程机械具有:
开闭器,其设于输电系统中所述共用连接器与所述整流器之间,与连接于所述共用连接器的所述外部电源的种类无关地被共用;和
供给电流传感器,其检测所述输电系统的供给电流,
所述控制装置还具有电源保护控制部,其根据由所述外部电源判定部判定的所述外部电源的种类来设定供给电流的上限值,并在所述供给电流传感器的检测值超过该上限值的情况下,将所述开闭器从闭状态切换为开状态。
2.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,具有:
第1电压检测部,其检测所述整流器的一次侧的线电压;和
第2电压检测部,其检测所述整流器的二次侧的电压,
所述外部电源判定部进行第1判定处理和第2判定处理,其中,
第1判定处理基于所述第1电压检测部的检测结果来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源是交流电源还是直流电源,
第2判定处理基于所述第1判定处理的判定结果和所述第2电压检测部的检测结果来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的供给电压。
3.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,具有:
多个插头侧连接检测用端子,其分别设在来自多种所述外部电源的插头上,且配置与所述外部电源的种类对应地不同;
多个连接器侧连接检测用端子,其设在所述共用连接器上,且与多个所述插头侧连接检测用端子分别对应;和
检测电路,其在所述外部电源的插头与所述共用连接器连接的情况下,使与所述外部电源的种类对应的所述插头侧连接检测用端子与所述连接器侧连接检测用端子连接,并输出与所述外部电源的种类对应的信号,
所述外部电源判定部基于来自所述检测电路的信号来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类。
4.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,具有多个断路器,其彼此并联地设于在所述共用连接器与所述整流器之间连接的输电系统,并与多种所述外部电源分别对应,
多个所述断路器分别输出表示开闭状态的信号,
所述外部电源判定部基于来自多个所述断路器的信号,来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类。
5.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,具有:
多个断路器,其与多种所述外部电源分别对应;和
连接切换器,其在所述共用连接器与所述整流器之间,选择性地连接多个所述断路器中的某一个,
所述连接切换器输出表示在所述共用连接器与所述整流器之间连接的断路器的信号,
所述外部电源判定部基于来自所述连接切换器的信号来判定与所述共用连接器连接的所述外部电源的种类。
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