(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
停車して使用する電動作業装置と、該電動作業装置専用に給電するための作業用バッテリとを具えた電動作業装置搭載車において、
該作業用バッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
エンジンにより駆動され、アイドリング状態での低回転で前記作業用バッテリを充電すると共に前記電動作業装置に給電し得る電力を発電するエンジン駆動発電機と、
電動作業装置を使用しての作業中に、前記作業用バッテリの充電量が第１の所定充電量以下になるとエンジンを始動して前記エンジン駆動発電機を発電させ、充電量が前記第１の所定充電量より大なる第２の所定充電量以上になるとエンジンを停止させる制御装置と、
車両搭載のオルタネータより前記作業用バッテリへの給電をなし得る給電経路とを具え、
エンジン駆動発電機の発電中にエンジン回転数がアイドリング状態での低回転を脱する第１の所定回転数以上となった状況下においては、エンジン駆動発電機の発電を停止して作業用バッテリからの給電に切り換え、作業用バッテリの充電量が前記した第１の所定充電量以下になれば、給電を停止して前記オルタネータから前記給電経路を経て作業用バッテリの充電を行い、前記した第２の所定充電量に回復すれば作業用バッテリからの給電を再開する如くすると共に、
エンジン回転数が前記第１の所定回転数より小さい第２の所定回転数以下に復帰した場合には、エンジン駆動発電機による発電を再開するようにした
ことを特徴とする電動作業装置搭載車。
【請求項２】
オルタネータより作業用バッテリへの給電経路として、オルタネータの発電電圧を作業用バッテリを充電するのに適した電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを用いたことを特徴とする請求項１記載の電動作業装置搭載車。
【請求項３】
走行中に、オルタネータから前記給電経路を経て作業用バッテリに給電し、作業用バッテリを第２の所定充電量まで充電することを特徴とする請求項１または２記載の電動作業装置搭載車。
【請求項４】
エンジン回転数センサおよびニュートラル位置センサを具え、
電動作業装置を使用しての作業中にエンジンを始動する条件として、エンジン回転数がゼロで且つギヤ位置がニュートラルであるという条件を加えたことを特徴とする請求項１または２記載の電動作業装置搭載車。
【請求項５】
パーキングブレーキセンサまたは車速センサまたはキャブティルトセンサを具え、
電動作業装置を使用しての作業中にエンジンを始動する条件として、パーキングブレーキ作動中または車速がゼロまたはキャブがティルトされていないことという条件を加えたことを特徴とする請求項１または２記載の電動作業装置搭載車。
【請求項６】
パーキングブレーキセンサまたは車速センサを具え、
電動作業装置を使用しての作業中にエンジンを停止する条件として、パーキングブレーキ作動中または車速がゼロという条件を加えたことを特徴とする請求項１または２記載の電動作業装置搭載車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業力を発生させる際に電気を必要とする作業装置を搭載した、電動作業装置搭載車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
作業車に搭載されている作業装置の種類には、車両のエンジンから駆動力を得ているものの他、バッテリや商用交流電源から駆動力を得ているものがある。例えば、車両に搭載される作業装置としては油圧で作動するものが多いが、油圧作動のアクチュエータへの作動油は、油圧ポンプから供給される。そのような油圧ポンプは、車両のエンジンで駆動されるものもあるが、バッテリや商用交流電源で電動モータを回し、その回転力で駆動されるものもある。
【０００３】
作業車は、通常、工事現場に停車したまま作業をするわけであるが、市街地から遠く離れた場所であれば、作業に伴って発するエンジン音等の騒音が大きくても、あまり問題にされない。しかし、市街地に停車したまま作業をする場合は、しばしば騒音が問題にされる。
エンジンで油圧ポンプを駆動する場合は、継続して確実に駆動力が得られるという利点があるものの、エンジンから発する騒音が大きいという難点がある。そこで、騒音を小さくするために、油圧ポンプを電動モータで駆動する作業車が提案されている。電動モータの回転音は、油圧ポンプを回すエンジンの音に比べて小さいからである。その電動モータは、通常の車両用バッテリとは別の専用のバッテリ（作業用バッテリ）や、工事現場近くで得られる商用交流電源によって駆動される。
【０００４】
このように、作業力を発生させる際に、バッテリや商用交流電源からの電気を必要とする作業装置を「電動作業装置」と呼び、それを搭載した作業車を「電動作業装置搭載車」と呼ぶことにする。
なお、電動作業装置搭載車に関する従来の文献としては、例えば、実開平３−４５３３４号公報，実開平３−３１１９３号公報，実開平３−４８１０１号公報等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の電動作業装置搭載車には、次のような問題点があった。
商用電源を利用することが出来ない工事現場等で作業をする場合には、作業用バッテリは放電するばかりで充電されないので、作業用バッテリはやがて放電しきってしまう。すると、電動作業装置に給電できなくなってしまい、作業が出来なくなってしまうばかりか、高所作業車用の電動作業装置を搭載している場合には、ブームやジャッキを格納状態に戻すことも出来ず、ブーム先端のバケット（後で説明する図３参照）に乗っている作業者が降りられなくなったり、車両が走行できなくなったりすることがある。
本発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであり、商用交流電源が利用できない場所でも、出来るだけ低騒音で作業を続けることが出来、作業終了後に確実に走行出来るようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、停車して使用する電動作業装置と、該電動作業装置専用に給電するための作業用バッテリとを具えた電動作業装置搭載車において、該作業用バッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、エンジンにより駆動され、アイドリング状態での低回転で前記作業用バッテリを充電すると共に前記電動作業装置に給電し得る電力を発電するエンジン駆動発電機と、電動作業装置を使用しての作業中に、前記作業用バッテリの充電量が第１の所定充電量以下になるとエンジンを始動して前記エンジン駆動発電機を発電させ、充電量が前記第１の所定充電量より大なる第２の所定充電量以上になるとエンジンを停止させる制御装置と、車両搭載のオルタネータより前記作業用バッテリへの給電をなし得る給電経路とを具え、エンジン駆動発電機の発電中にエンジン回転数がアイドリング状態での低回転を脱する第１の所定回転数以上となった状況下においては、エンジン駆動発電機の発電を停止して作業用バッテリからの給電に切り換え、作業用バッテリの充電量が前記した第１の所定充電量以下になれば、給電を停止して前記オルタネータから前記給電経路を経て作業用バッテリの充電を行い、前記した第２の所定充電量に回復すれば作業用バッテリからの給電を再開する如くすると共に、エンジン回転数が前記第１の所定回転数より小さい第２の所定回転数以下に復帰した場合には、エンジン駆動発電機による発電を再開することとした。
【０００７】
前記のような給電経路としては、オルタネータの発電電圧を作業用バッテリを充電するに適した電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを用いることが出来る。走行中には、オルタネータから前記給電経路を経て作業用バッテリに給電し、作業用バッテリを第２の所定充電量まで充電するようにしてもよい。
なお、電動作業装置を使用しての作業中にエンジンを始動する条件として、エンジン回転数がゼロで且つギヤ位置がニュートラルであるという条件を加えたり、更に、パーキングブレーキ作動中または車速がゼロまたはキャブがティルトされていないことという条件を加えたりすることも出来る。
他方、電動作業装置を使用しての作業中にエンジンを停止する条件として、パーキングブレーキ作動中または車速がゼロという条件を加えることも出来る。
【０００８】
（解決する動作の概要）
電動作業装置搭載車を停車させ、搭載している電動作業装置を操作して作業をする場合、電動作業装置専用の作業用バッテリから給電して作業をする。作業中に作業用バッテリが第１の所定充電量まで放電すると、エンジンを自動的に始動し、クランク軸直結式発電機に発電させ、そこから電動作業装置に給電して作業を続行させると共に、作業用バッテリを充電する。作業用バッテリが第２の所定充電量まで充電されると、エンジンを自動的に停止させてクランク軸直結式発電機の発電を停止し、作業用バッテリの方から電動作業装置へ給電する。
【０００９】
なお、第１の所定充電量と第２の所定充電量については、それらの値を一致させることも考えられるが、自動始動・自動停止の頻繁な繰り返しを避けるためには、第２の所定充電量を第１の所定充電量より大に設定しておくことが好ましい。また、クランク軸直結式発電機を低回転でも所要の発電をし得る構造にしておくと、エンジンをかけるといっても低回転でよく、作業を低騒音で行うことが出来る。
【００１０】
ところで、低回転で充分な発電が出来るようにするためには、例えば、高エネルギー密度の永久磁石を発電機の回転子に用いる必要があるが、そうすると、エンジン回転数に応じて発電電圧が上昇し、発電機の制御装置等の電気回路部品を、耐電圧の高い高価なものにしなくてはならない。かといって、過大な発電電圧の発生を防止するために、エンジン回転が高くなった時は発電をしないというようにすると、走行中にクランク軸直結式発電機から作業用バッテリを充電しておこうとしても、出来なくなる。
【００１１】
そこで、自動車に通常搭載されているオルタネータの出力電圧を、必要に応じて昇圧して、作業用バッテリに給電できるような構成にする。そして、クランク軸直結式発電機の発電中にエンジン回転数が上昇してきた場合には、その発電は停止する。こうすることにより、クランク軸直結式発電機の発電電圧が関係する電気回路の部品が高電圧にさらされることが無くなり、耐電圧の高い高価な部品を使用する必要がなくなる。クランク軸直結式発電機の停止中は、充分には充電されていない作業用バッテリから電動作業装置へ給電する。前記した第１の所定充電量まで低下すると、電動作業装置への給電は一旦停止し、オルタネータからの電力で作業用バッテリを充電する。
なお、クランク軸直結式発電機が発電すべき期間（つまり、作業用バッテリの充電量が、まだ第２の所定充電量まで上昇していない期間）であってエンジン回転数が低下して来ると、クランク軸直結式発電機の発電を再開する。
【００１２】
作業を終えた時、作業用バッテリの充電量が低下した状態となっていても、一般走行中にオルタネータから充電されるので、次回に作業を開始する際には、常に作業用バッテリを良好な充電状態にしておくことが出来る。
なお、オルタネータの発電電圧は、エンジン回転数が大となっても、車両用バッテリを充電するのに適する電圧となるよう制御されているから、過大な電圧となることはなく、関連する電気回路の部品は高耐圧にしなくともよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、電動作業装置搭載車として、車両としては電動モータで駆動される油圧ポンプを搭載した高所作業車を例にとり、エンジン駆動発電機としては、発電機の回転軸をエンジンのクランク軸に直結したクランク軸直結式発電機を例にとって説明する。
【００１４】
図３は、高所作業車を示す図である。図３において、１は高所作業車、２はバケット、３はブーム、４は伸縮シリンダ、５はキャブ、６はクランク軸直結式発電機、７はジャッキ、８はジャッキシリンダ、９は電動パワー部、１０は制御装置部、１１は起伏シリンダ、１２は車両用バッテリ、１３は旋回台、１４は旋回油圧モータ、１５は作業用バッテリ部である。油圧ポンプやそれを駆動する電動モータは、電動パワー部９に内蔵されている。
工事現場では、周知のように、油圧ポンプよりジャッキシリンダ８，旋回油圧モータ１４，起伏シリンダ１１，伸縮シリンダ４等に作動油が供給され、所要の作業が行われる。
【００１５】
車両用バッテリ１２は、車両に搭載されている通常のバッテリである。作業用バッテリ部１５は、高所作業車１が作業をする時に前記電動モータに給電する作業用バッテリを内蔵している。
クランク軸直結式発電機６は、その回転軸をエンジンのクランク軸に直結した構造の発電機であり、エンジンにより駆動される発電機の一種である。このクランク軸直結式発電機６は、エンジンが低回転でも（言い換えれば、エンジンをかけたとしても低騒音の回転状態で）、作業用バッテリ部１５内の作業用バッテリを充電したり、油圧ポンプの作動用の電動モータを駆動したりするのに充分な電力を発電するような構造（仕様）としておく。
【００１６】
図４に、そのようなクランク軸直結式発電機６の構造を示す。図４において、２１−１はエンジンのクランク軸、６−１は回転軸、６−２はロータ、６−３は永久磁石、６−４はステータコイル、６−５は電機子鉄心である。発電機の回転軸６−１は、クランク軸２１−１に直結されている。ロータ６−２の円周上には、外周にＮ極，Ｓ極の磁極が現れるように永久磁石６−３が交互に配設される。永久磁石６−３と間隙を挟んで対向する位置には、電機子鉄心６−５が設けられており、それに巻回されているステータコイル６−４から、発電電力が取り出される。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態のブロック図であり、符号は図３のものに対応し、９−１はインバータ、９−２は電動モータ、９−３は油圧ポンプ、１０−１は整流回路部、１０−２は制御回路部、１５−１は作業用バッテリ、１５−２は充電量検出センサ、１５−５はバッテリ接続部、２０はオルタネータ、２１はエンジン、２２はスタータ、２３は吸気カットバルブ、２４はスタータリレー、２５は整流器、２７は作業スイッチ、２８は作業装置制御ユニット、２９は作業装置部、２９−１は切換バルブ、３０はエンジン回転数センサ、３１は車速センサ、３２はニュートラルセンサ、３３はパーキングブレーキセンサ、３４はキャブティルトセンサ、３６はＤＣ−ＤＣコンバータである。
作業用バッテリ１５−１の電圧は、通常、車両用バッテリ１２の電圧より高い（例えば、２８８〜３００Ｖ）。
【００１８】
インバータ９−１は、作業用バッテリ部１５または整流回路部１０−１から供給される直流を交流に変換して、電動モータ９−２に供給する。電動モータ９−２は油圧ポンプ９−３を駆動し、油圧ポンプ９−３は作業装置部２９に作動油を供給する。作業装置部２９に供給された作動油は、切換バルブ２９−１により、伸縮シリンダ４，旋回油圧モータ１４，起伏シリンダ１１，ジャッキシリンダ８のうち、必要とする油圧機器へ切り換えられ、供給される。
【００１９】
オルタネータ２０は、車両に通常搭載されている小容量の三相発電機であり、エンジン２１のクランクプーリよりベルトを介して駆動される。オルタネータ２０の発電電力は、整流器２５を経て車両用バッテリ１２を充電する他、図示しない車載負荷へ供給される。その電圧は、車載負荷や車両用バッテリ１２に供給するのに適した電圧に制御されている（通常、１２Ｖか２４Ｖ）。
クランク軸直結式発電機６からの発電電力は、整流回路部１０−１で直流に変換され、電動パワー部９へ給電したり、作業用バッテリ１５−１を充電したりするのに用いられる。
作業用バッテリ１５−１からの給電で電動モータ９−２を駆動出来る間は、低騒音での作業を実現するため、エンジン２１は停止しておき、作業用バッテリ１５−１からの給電により駆動される。
【００２０】
作業用バッテリ１５−１の放電が進行し、電動モータ９−２を駆動するに充分でなくなると、エンジン２１を自動的に始動させ、クランク軸直結式発電機６の発電を開始させる。そして、クランク軸直結式発電機６の発電電力により、電動モータ９−２を駆動すると共に、作業用バッテリ１５−１を充電する。作業用バッテリ１５−１の充電が所定の程度まで行われると、エンジン２１を自動的に停止させ、クランク軸直結式発電機６の発電を停止させる。電動モータ９−２は、再び作業用バッテリ１５−１からの給電により駆動される。
エンジン２１の自動始動は、スタータリレー２４をオンさせスタータ２２を起動することによって行われる。自動停止は、吸気カットバルブ２３を作動させ、エンジン２１への吸気を停止させることによって行われる。
【００２１】
作業スイッチ２７は、電動作業装置を使用して作業をしようとする時にオンするスイッチである。これがオンされると、車両用バッテリ１２から制御回路部１０−２および作業装置制御ユニット２８に動作電源が供給され、それらが動作状態とされる。作業装置制御ユニット２８には、電動作業装置を操作する各種ボタン，パネル等が含まれている。作業装置制御ユニット２８からは、制御回路部１０−２へ電動モータ９−２を起動せよとの信号が送出されたり、切換バルブ２９−１へ作動油切り換え信号が送出されたりする。
【００２２】
制御回路部１０−２には、そのほか充電量検出センサ１５−２、エンジン回転数センサ３０，車速センサ３１，ニュートラルセンサ３２，パーキングブレーキセンサ３３，キャブティルトセンサ３４等からの検出信号も入力される。
そして、破線で示すように、整流回路部１０−１，電動パワー部９内のインバータ９−１，バッテリ接続部１５−５，吸気カットバルブ２３，スタータリレー２４等に制御信号が送出される。
【００２３】
充電量検出センサ１５−２は、作業用バッテリ１５−１の充電の程度を検出するためのものである。バッテリの充電量を検出する方法としては、バッテリの起電力から充電量を検出する方法，電解液の密度から検出する方法等いくつか公知の方法があるが、いずれの方法を採用してもよい。
【００２４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３６は、オルタネータ２０の出力が入力される整流器２５の出力側と、作業用バッテリ部１５との間の給電経路を構成している。この給電経路は、必要に応じて作業用バッテリ１５−１を充電するに適した電圧に変換する電圧変換回路を含む。通常、作業用バッテリ１５−１の電圧はオルタネータ２０の出力電圧より高いので、直流電圧変換により昇圧する必要があるからである。直流電圧変換回路としてはＤＣ−ＤＣコンバータが知られているので、この例ではそれを用いている。
【００２５】
この給電経路の役割は、エンジン回転数がクランク軸直結式発電機６の発電を停止しなければならない程に高い時、車両に通常搭載されているオルタネータ２０から作業用バッテリ１５−１に給電し得るようにするためである。
なお、オルタネータ２０から作業用バッテリ１５−１への充電は、作業用バッテリから負荷（電動作業装置）への給電が行われていない時（後述する図２のゲート１５−３オフ時。）に行う。給電が行われている時に行うと、オルタネータ２０からの電力は電動作業装置へも供給されることになるが、供給される電力は電動作業装置を駆動するにはあまりにも少ないので、電動作業装置を駆動することもできず、作業用バッテリ１５−１を速やかに充電することも出来ないということになってしまうからである。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３６は、オルタネータ２０から作業用バッテリ１５−１への給電が指令された時、オルタネータ２０からの直流電圧を、作業用バッテリ１５−１を充電するのに適した直流電圧に変換する。
もし、作業用バッテリ１５−１の電圧が車両用バッテリ１２の電圧と同じであれば昇圧する必要はないから、給電経路としてＤＣ−ＤＣコンバータ３６を接続する代わりに、単なるスイッチを接続しておけばよい。
【００２７】
図２は、電動パワー部９への給電回路を示す図である。符号は図１のものに対応し、１０−４は整流回路、１０−５はゲート、１５−３はゲート、１５−４はダイオード、３６−１はゲート、３６−２は昇圧トランス、３６−３はダイオード、３６−４はコンデンサである。
バッテリ接続部１５−５は、ゲート１５−３とダイオード１５−４とで構成されている。ゲート１０−５，１５−３としては、例えば複数のパワーＭＯＳＦＥＴから構成されるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）を用いることが出来る。
【００２８】
作業用バッテリ１５−１から電動モータ９−２に給電する場合は、ゲート１０−５がオフ，ゲート１５−３がオンとされる。バッテリ電圧はゲート１５−３を経てインバータ９−１に印加され、交流に変換されて電動モータ９−２に供給される。
作業用バッテリ１５−１が所定の程度まで放電した時には、エンジンを始動し、クランク軸直結式発電機６から発電出力を取り出すが、その時にはゲート１０−５をオン，ゲート１５−３をオフとする。発電出力は、インバータ９−１に供給されると共に、ダイオード１５−４を経て作業用バッテリ１５−１に供給される。ゲート１５−３がオフしているため、作業用バッテリ１５−１からインバータ９−１へ電流が流れ出ることはない。
【００２９】
オルタネータ２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３６を経て作業用バッテリ１５−１を充電することが指令されると、制御回路部１０−２からの制御信号によりゲート３６−１を所定の周波数でオン，オフし、交流を発生する。その交流は昇圧トランス３６−２で変圧され、ダイオード３６−３とコンデンサ３６−４とで平滑直流にされ、作業用バッテリ１５−１を充電する。トランス３６−２での昇圧は、平滑直流が作業用バッテリ１５−１を充電するのに適した電圧となる程度に行われる。
【００３０】
なお、作業用バッテリ１５−１の代わりに、小型で大容量のコンデンサ（例えば、電気２重層コンデンサ）を使用してもよい。コンデンサであれば、充電を短時間（例、数秒）で行うことが出来ると共に、充放電を繰り返し行っても、なかなか劣化しないという特徴を有している。
【００３１】
次に動作を、作業中の動作と走行中の動作とに分けて説明する。
〔作業中の動作〕
まず、動作の概要を説明する。作業スイッチ２７がオンされると、作業用バッテリ１５−１からインバータ９−１を経て電動モータ９−２に給電される。電動モータ９−２に駆動される油圧ポンプ９−３は、作業装置部２９に作動油を供給する。作業装置部２９の中の所望の装置を使っての作業が行われる。
【００３２】
バッテリ充電量検出センサ１５−２により、作業用バッテリ１５−１の充電量が第１の所定値まで低下して来たことが検出されると、制御回路部１０−２はエンジンを自動始動し、クランク軸直結式発電機６に発電を開始させる。発電出力は、整流回路部１０−１で整流され、一部は電動パワー部９に供給され、作業用バッテリ１５−１に代わって作業装置部２９の装置を動作させると共に、一部は作業用バッテリ部１５に供給されて作業用バッテリ１５−１を充電する。
作業用バッテリ１５−１の充電量が第２の所定値まで回復すると、エンジンは自動停止され、クランク軸直結式発電機６の発電も停止される。そして、再び作業用バッテリ１５−１から電動作業装置への給電が再開される。
以下、エンジンの自動始動，自動停止について詳細に説明する。
【００３３】
図６は、作業用バッテリの充電量によりエンジン自動始動，自動停止を説明する図である。充電量の第１の所定値Ｈ1 ，第２の所定値Ｈ2 は、次のように設定しておく。
Ｈ1 …作業用バッテリ１５−１で電動モータ９−２を駆動し得る最低限の充電状態にある時の充電量
Ｈ2 …作業用バッテリ１５−１が充分に充電された時の充電量
従って、充電量が第１の所定値Ｈ1 （即ち、Ａ点）より小になれば、充電をしてやる必要がある。そこで、エンジンを自動始動してクランク軸直結式発電機６に発電をさせる。作業用バッテリ１５−１の充電が進行すれば、充電量は破線矢印のように上昇し、やがて、第２の所定値Ｈ2 のＢ点に至る。
充電量が第２の所定値Ｈ2 より大になれば、もはや充電する必要はないから、エンジンを自動停止してクランク軸直結式発電機６の発電を停止させる。
【００３４】
図７は、エンジンの自動始動動作を説明するフローチャートである。
ステップ１…作業用バッテリ１５−１の充電量が、前記した第１の所定値Ｈ1 より小となったかどうか調べる。小でなければまだ充電する必要はない。
ステップ２…バッテリの充電量が第１の所定値Ｈ1 より小となっていれば、電動作業装置を駆動し得る限界以下であるから、充電してやる必要がある。そこで、クランク軸直結式発電機６に発電させるため、エンジンを始動するに先立ち、次の（１）〜（６）のような条件が整っているかどうか調べる。（３）〜（６）の条件は始動した場合の安全性を考慮しての条件であり、当然満たされている筈の条件だが、念のために確認している。
【００３５】
まず、（１）作業スイッチ２７がオンされているかどうか調べる。オンされていなければ、電動作業装置を使おうとはしていないということであるから、作業用バッテリ１５−１を充電する必要もない。
（２）エンジン回転数センサ３０からの信号で、回転数がゼロかどうか調べる。既に回転していれば、今更始動する必要はないからである。
【００３６】
（３）パーキングブレーキセンサ３３からの信号で、パーキングブレーキが作動させられているかどうか調べる。作業をする場合は、作業車が動かないようにパーキングブレーキがかけられている筈であるが、それを確認するためである。
（４）ニュートラルセンサ３２からの信号で、ギヤがニュートラルかどうか調べる。万一、走行ギヤ等に入っていれば、始動した途端に走行し始め、危険だからである。
（５）キャブティルトセンサ３４からの信号で、図３のキャブ５がティルトされていないことを確認する。キャブ５を傾けてエンジンの点検を行っている時などに自動始動すると、危険だからである。
（６）車速センサ３１からの信号で、車速がゼロかどうか調べる。作業のための操作は、作業車が停止して行っている筈であるが、それを確認するためである。
【００３７】
ステップ３…ステップ２の条件を全て満たしている時、エンジンの自動始動処理を行う。即ち、制御回路部１０−２から、スタータリレー２４をオンする制御信号を送出する。スタータリレー２４がオンすると、車両用バッテリ１２からスタータ２２へ電流が流れ、エンジン２１を始動する。そして、クランク軸直結式発電機６は発電を開始する。
【００３８】
電動作業装置は給電され、作業用バッテリ１５−１は充電される。クランク軸直結式発電機６は、低回転でも作業用バッテリ１５−１を充電するに充分な電力を発電する仕様とされているから、エンジンは低回転状態で運転すればよい。従って、エンジンをかけたといってもその音は小さく、低騒音で作業をすることが出来る。
【００３９】
なお、制御回路１０−２から何回か制御信号を送っても始動しない場合は、図示しない警告装置により、そのことを作業者に報知する。
ステップ４…ステップ２の条件の一部でも満たすことが出来ない時は、条件が満たされなかったから始動出来ない旨の警告処理をする。例えば、ブザーやランプで作業者に知らせる。
【００４０】
ところで、前記のステップ３では、エンジン自動始動処理について簡単にしか述べなかったが、その処理においては、クランク軸直結式発電機６からの給電開始時点（具体的には、図２のゲート１０−５をオンする時点）は、慎重に選定する必要がある。以下、そのことについて説明する。
エンジンを始動したからといって、直ちにクランク軸直結式発電機６から所要の電力が取り出せるとは限らない。回転数がまだ上がらないうちは発電電力は小さいから、その時にいきなり大きい電力を必要とする負荷を接続すると、エンジンは負担に耐えきれず、停止してしまう。
【００４１】
そのような事態になるのを避けたいというのであれば、クランク軸直結式発電機６から電動作業装置への給電開始は、現時点でのエンジン出力でクランク軸直結式発電機６が発電可能な出力が、現に要求されている電力（現に作動している電動作業装置が必要とする電力）より大となってから行うようにすればよい。それを、図５，図９によって説明する。
【００４２】
図５は、エンジン出力およびクランク軸直結式発電機の発電可能出力を示す図である。横軸はエンジン回転数，縦軸は出力である。曲線ａはエンジン出力を示し、曲線ｂは、該エンジン出力によって駆動されるクランク軸直結式発電機の発電可能出力である。
作業用バッテリ１５−１の充電量が低下して、エンジンが自動始動された際、電動作業装置のために必要とされる電力は、幾つかの電動作業装置の内、どの電動作業装置が作動させられているかによって異なる。
【００４３】
現に作動している電動作業装置に必要とされる電力が、仮にＰ1 であるとすると、発電可能出力曲線ｂ上の動作点は、少なくとも（Ｐ1 に対応する）点Ｋ1 より上の点であることが必要である。クランク軸直結式発電機６の発電可能出力は、エンジン回転数と共に上昇するから、エンジン回転数で言えば、（点Ｋ1 に対応する）Ｎ1 より大になってから給電する。そうすれば、エンジン停止が避けられる。同様に、電動作業装置から要求されている電力がＰ2 であった場合には、その電力Ｐ2 と発電可能出力曲線ｂとから割り出したエンジン回転数Ｎ2 より大になってから給電する。
なお、アイドリング状態の回転数まで上昇して来ると、いずれの電動作業装置から要求される電力でも発電可能な状態となるように、クランク軸直結式発電機６は製作しておく。
【００４４】
図９は、エンジン自動始動処理（図７のステップ３の処理）の仕方の詳細を説明するフローチャートである。
ステップ１…エンジンを自動始動することが決定されたら、まず、制御回路部１０−２内に設定されているタイマー（図示せず）による計時をスタートさせる。
ステップ２…ついで、スタータリレー２４をオンする。これにより、スタータ２２が作動し、エンジン２１の始動が開始される。
【００４５】
ステップ３…現に動作している電動作業装置から要求される電力（つまり、その電動作業装置の消費電力）Ｐを求める。電力Ｐの求め方の１例を示すと、次の通りである。図２の作業用バッテリ１５−１の電位をＥとし、ゲート１５−３の両端の電位差をＶｄとし、ゲート１５−３のオン抵抗をＲとすると、要求電力Ｐは、    Ｐ＝Ｅ×Ｖｄ／Ｒ
として求めることが出来る。
ステップ４…求めた電力Ｐを図５に当てはめて、その電力Ｐを発電することが可能なエンジン回転数ＮP （これを説明の便宜上「目標回転数」と言うことにする）を求める。もし、求めた電力がＰ1 なら、目標回転数はＮ1 と求められる。
【００４６】
ステップ５…現在のエンジン回転数は、図１のエンジン回転数センサ３０から検出されて来るが、それが目標回転数ＮP より大になったかどうか調べる。
ステップ６…まだ目標回転数ＮP より大になっていない場合、タイマー値が所定時間Ｔを越えたかどうか調べる。越えていれば、ステップ３に戻る。所定時間Ｔは、始動が完了したとされる回転数に上昇するまで通常かかると思われる時間より、僅かに大きな時間に設定しておく。例えば３秒程度の時間である。つまり、この時間Ｔだけ経過してもエンジン回転数が上昇して来ない場合は、エンジンは正常ではなく、なんらかの故障があると判断するのである。
【００４７】
ステップ７…エンジン回転数が目標回転数に上昇して来ないまま、所定時間Ｔが経過した場合は、クランク軸直結式発電機６から給電できない旨を作業者に警告したり、スタータリレー２４をオフにしたりするといった処理をする。
ステップ８…ステップ５でＹＥＳの場合には、クランク軸直結式発電機６から首尾よく給電し得るということであるから、ゲート１０−５をオンすると共に、ゲート１５−３をオフにする。ゲート１０−５オンにより発電出力が取り出され、ゲート１５−３オフにより作業用バッテリ１５−１からの放電が停止される（そして、ダイオード１５−４を通っての充電が開始される）。
【００４８】
図８は、エンジンの自動停止動作を説明するフローチャートである。
ステップ１…作業用バッテリ１５−１の充電量が、図６で示した第２の所定値Ｈ2 より大になったかどうか調べる。大でなければ充電を続行する必要がある。
ステップ２…充電量が第２の所定値Ｈ2 より大となれば、エンジンを停止して充電を停止してやる必要がある。そこで、停止に先立ち、次の（１）〜（３）のような条件が整っているかどうか調べる。（２），（３）の条件は走行中にエンジンを停止させたりしないようにするための条件である。
【００４９】
まず、（１）作業スイッチ２７がオンされているかどうか調べる。オンされていなければ、電動作業装置を使おうとはしていないということであるが、その時にエンジンが回転しているということは、走行中であることも考えられる。
（２）パーキングブレーキセンサ３３からの信号で、パーキングブレーキが作動させられているかどうか調べる。作業をしている時なら、作業車が動かないようにパーキングブレーキがかけられている筈であるが、その確認をするためである。
（３）車速センサ３１からの信号で、車速がゼロかどうか調べる。車速がゼロでなくエンジンが回転しているというのであれば、走行中ということであるから、エンジンを停止してはならない。
【００５０】
ステップ３…ステップ２の条件を全て満たしている時、エンジンの自動停止処理を行う。即ち、制御回路部１０−２から、吸気カットバルブ２３を作動させる制御信号を送出する。吸気カットバルブ２３が作動すると、エンジン２１へ吸気が入らなくなり、エンジン２１は停止する。クランク軸直結式発電機６は発電を停止し、作業用バッテリ１５−１の充電も停止される。これ以後の作業は、充電された作業用バッテリ１５−１からの給電で続行される。従って、作業は、エンジン始動前の元の低騒音で行われる。
【００５１】
ステップ４…ステップ２の条件の一部でも満たすことが出来なかった時は、作業スイッチ２７がオンで且つパーキングブレーキが非作動となっているかどうか調べる。パーキングブレーキが解除されていれば、電動作業装置を使っての作業は終えたものの、作業スイッチ２７をオフにするのを忘れ、走行を開始したということが考えられる。
ステップ５…ステップ４でＹＥＳであれば、信号待ち等でエンジンが自動停止する可能性があるので、作業スイッチ２７をオフにするようドライバーに警告する。これは、ブザーやランプあるいはメッセージ表示パネル等の警告装置により行う。
【００５２】
さて、電気回路部品を高耐圧のものにしなくともよいという点だが、高耐圧の部品を使用せずに構成した電気回路が耐えられる範囲の電圧で使用限界の電圧を定め、その電圧を「限界電圧ＶH 」と言うことにすると、クランク軸直結式発電機６の発電電圧が限界電圧ＶH に上昇したら、発電を停止してしまうということが、動作の大前提となる。クランク軸直結式発電機６の発電電圧は、エンジン回転数と対応関係にあるから（図５参照）、言い換えれば、エンジン回転数が限界電圧ＶH に対応する回転数（それを「限界回転数ＮH 」と言うことにする）に上昇したら、発電を停止する必要がある。なお、限界回転数ＮH は、アイドリング状態の低回転を脱する程度の回転数である。
【００５３】
上述のように、クランク軸直結式発電機６で発電中に、エンジン回転数が何らかの原因により限界回転数ＮH より大となれば、その発電を停止する（エンジンを停止するのではなく発電を停止する）が、具体的には、エンジン回転数センサ３０からの検出信号が限界回転数ＮH より大となったら、制御回路部１０−２から整流回路１０−１に制御信号を発してゲート１０−５をオフとする。即ち、クランク軸直結式発電機６の発電電圧が大になろうとすると発電が停止されるので、関連する電気回路は高電圧にさらされることがない。そのため、コストの安い低耐圧の部品を使用して電気回路を構成していても、破壊されることがない。
【００５４】
発電が停止されると、電動作業装置へは、充電不足ではあるが作業用バッテリ１５−１から給電せざるを得ない。そこで、発電停止（ゲート１０−５のオフ）と同時に、作業用バッテリ１５−１からの給電経路であるゲート１５−３をオンする。
エンジン回転数が限界回転数ＮH より少し小に低下すれば（発電停止，再開が頻繁にならぬよう、ヒステリシスを持たせるため少し小に）、クランク軸直結式発電機６の発電を再開する（ゲート１０−５オン，ゲート１５−３オフ）。
【００５５】
しかし、エンジン回転数が低下して来なければ、作業用バッテリ１５−１からの給電が継続されるから、やがて電動作業装置を駆動し得ない程に充電量が低下して来る（図６の第１の所定値Ｈ1 ）。そうなると、ゲート１５−３をオフし、電動作業装置への給電は一旦停止する。そして、オルタネータ２０からの充電を開始する。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６を作動させる。
【００５６】
オルタネータ２０からの充電で、充電量が第２の所定値Ｈ2 まで回復すれば、作業用バッテリ１５−１から電動作業装置への給電を再開する（ＤＣ−ＤＣコンバータ３６の動作停止，ゲート１５−３オン）。
電動作業装置は一時停止することがあるが、それは、電気回路部品を安価な部品で構成したための代償ということになる。なお、作業中に何らかの原因でエンジン回転数が限界回転数ＮH より大に上昇して来るのは、滅多に起こることではないので、上記のような一時停止もたびたび起こることではなく、実際には、殆ど問題にならない。
【００５７】
〔走行中の動作〕
次に、走行中での作業用バッテリ１５−１の充電について述べる。
作業を終えた後、バッテリ充電量検出センサ１５−２で検出される充電量が、図６の第２の所定値Ｈ2 より小であれば（例えば、第１の所定値Ｈ1 より僅かに大という程度）、次に作業を開始した時、直ぐに充電量不足に陥る可能性がある。
作業を終えて走行中のエンジン回転数は、通常、限界回転数ＮH よりも大である。従って、クランク軸直結式発電機６は発電を停止させられた状態となっている（従って、走行中に、クランク軸直結式発電機６によって作業用バッテリ１５−１を充電しておくことは出来ない）。他方、オルタネータ２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３６を経ての充電は、行い得る。
【００５８】
そこで、前回の作業を終えた後、作業用バッテリ１５−１の充電量が図６の第２の所定値Ｈ2 より小であれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６を作動させてオルタネータ２０からの充電を行う。そして、充電量が第２の所定値Ｈ2 に達すれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６を不作動として充電を停止する。
これにより、次回の作業を開始する場合、作業用バッテリ１５−１は常に第２の所定値Ｈ2 に充電された状態としておくことが出来る。
【００５９】
上述した動作をまとめると、次のようになる。
（１）作業中
（１）作業用バッテリ１５−１から電動作業装置に給電する。
（２）作業用バッテリ１５−１の充電量が第１の所定値Ｈ1 より小に低下すると、クランク軸直結式発電機６の発電を開始し、電動作業装置に給電すると共に作業用バッテリ１５−１を充電する。
エンジン回転数が限界回転数ＮH より大にならない限り、クランク軸直結式発電機６からの充電が続行され、第２の所定値Ｈ2 まで充電される。すると、クランク軸直結式発電機６は発電停止され、作業用バッテリ１５−１から電動作業装置への給電が再開される。
【００６０】
（３）クランク軸直結式発電機６の発電中に、もし、エンジン回転数が限界回転数ＮH より大になれば、クランク軸直結式発電機６の発電は停止され、作業用バッテリ１５−１からの給電に切り換えられる。充電量が第１の所定値Ｈ1 まで低下すれば、電動作業装置への給電は一旦停止する。そして、オルタネータ２０から作業用バッテリ１５−１への充電を開始する。充電量が第２の所定値Ｈ2 まで回復すると、オルタネータ２０からの充電を停止し、作業用バッテリ１５−１から電動作業装置への給電を再開する。一旦停止されていた電動作業装置は、動作を再開する。
なお、この間にエンジン回転数が限界回転数ＮH より少し低い回転数まで下がって来れば、その時点でクランク軸直結式発電機６の発電を再開する（オルタネータ２０からの充電等は停止する）。
【００６１】
（２）走行中
（１）作業用バッテリ１５−１の充電量が第２の所定値Ｈ2 より小であれば、オルタネータ２０からの充電を行う。
（２）充電量が第２の所定値Ｈ2 に回復すれば、オルタネータ２０からの充電を停止する。
【００７１】
前記した実施形態では、電動作業装置搭載車として、車両としては電動モータで駆動される油圧ポンプを搭載した高所作業車を例にとり、エンジン駆動発電機としては発電機の回転軸をエンジンのクランク軸に直結したクランク軸直結式発電機を例にとって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
電動作業装置搭載車は、電動モータで駆動される油圧ポンプを搭載した車両であれば何でもよい。また、エンジン駆動発電機としては、エンジンにより駆動される発電機であれば何でも良く、例えば、フライホイールＰＴＯ（ＰＴＯ…Power Take Off）により駆動される発電機であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の電動作業装置搭載車によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１，２の効果
作業中に、可能な限りエンジンをかけていなくとも良いようにし、エンジンの始動，停止が自動的に行われるので、作業者の手を煩わせることなく、電動作業装置搭載車の作業を低騒音にて行うことが出来る。
低騒音は、次のことによって実現される。電動作業装置を、作業用バッテリで駆動できる間は作業用バッテリで駆動する。
電動作業装置を駆動し得ないほどに作業用バッテリが放電した時には、エンジンを自動始動し、クランク軸直結式発電機を発電させて電動作業装置を駆動すると共に、作業用バッテリも充電する。クランク軸直結式発電機は、所要の発電をするのにアイドル回転程度の低回転でよいように設計しておくので、エンジン音は発生するものの低騒音である。
【００６３】
作業用バッテリが所定程度まで充電されると、エンジンを自動停止し、再び作業用バッテリによる駆動に切り換え、低騒音での作業を続けることが出来る。
また、作業用バッテリが放電したままとはならないので、作業用アクチュエータが元に戻らなくなったり、車両が走行できなくなったりするということが無くなる。エンジンが自動始動できるようにしてあるため、作業用バッテリの放電を気にせずに作業を行うことが出来る。
そして、クランク軸直結式発電機の発電電圧が関連する電気回路の部品に、高耐圧のものを使用しなくともよい。
【００６４】
（２）請求項３の効果
走行中に充電されるので、次回に作業を開始する際、作業用バッテリを常に充分充電された状態にしておくことが出来る。
（３）請求項４，５の効果
エンジンを自動始動する際、始動しても安全上差し支えない状態であることを、一層確実にする。
（４）請求項６の効果
走行中にエンジンが自動停止されることがないことを、一層確実にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態のブロック図
【図２】  電動パワー部への給電回路を示す図
【図３】  高所作業車を示す図
【図４】  クランク軸直結式発電機の構造を示す図
【図５】  エンジン出力およびクランク軸直結式発電機の発電可能出力を示す図
【図６】  作業用バッテリの充電量とエンジン自動始動，自動停止を説明する図
【図７】  エンジンの自動始動動作を説明するフローチャート
【図８】  エンジンの自動停止動作を説明するフローチャート
【図９】  エンジン自動始動処理の仕方の詳細を説明するフローチャート
【符号の説明】
１…高所作業車、２…バケット、３…ブーム、４…伸縮シリンダ、５…キャブ、６…クランク軸直結式発電機、７…ジャッキ、８…ジャッキシリンダ、９…電動パワー部、１０…制御装置部、１１…起伏シリンダ、１２…車両用バッテリ、１３…旋回台、１４…旋回油圧モータ、１５…作業用バッテリ部、２０…オルタネータ、２１…エンジン、２２…スタータ、２３…吸気カットバルブ、２４…スタータリレー、２５…整流器、２７…作業スイッチ、２８…作業装置制御ユニット、２９…作業装置部、２９−１…切換バルブ、３０…エンジン回転数センサ、３１…車速センサ、３２…ニュートラル位置センサ、３３…パーキングブレーキセンサ、３４…キャブティルトセンサ、３６…ＤＣ−ＤＣコンバータ
【図１】
0003755207.tif 000002
【図２】
0003755207.tif 000003
【図３】
0003755207.tif 000004
【図４】
0003755207.tif 000005
【図５】
0003755207.tif 000006
【図６】
0003755207.tif 000007
【図７】
0003755207.tif 000008
【図８】
0003755207.tif 000009
【図９】
0003755207.tif 000010