JP2015224015A - Truck mixer, control device, and rotation control method of mixer drum - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、停車時においてエンジンを停止させるアイドリングストップ機能を備えたミキサ車および当該ミキサ車に搭載される制御装置ならびにミキサドラムの回転制御方法に関する。 The present invention relates to a mixer vehicle having an idling stop function for stopping an engine when the vehicle is stopped, a control device mounted on the mixer vehicle, and a rotation control method of the mixer drum.
騒音の低減あるいは燃費の改善を目的として、信号待ち等の停車時においてエンジンを停止させる車両のアイドリングストップ機能が知られている。アイドリングストップ機能は、現在、主として乗用車等の普通車両に搭載されているが、近年においては、工事用車両等の特殊車両を対象としたアイドリングストップシステムの開発が進められている。 For the purpose of reducing noise or improving fuel consumption, an idling stop function of a vehicle that stops an engine when the vehicle is stopped such as waiting for a signal is known. Currently, the idling stop function is mainly installed in ordinary vehicles such as passenger cars, but in recent years, an idling stop system for special vehicles such as construction vehicles has been developed.
例えば、生コンクリートを建設現場へ搬送するミキサ車は、生コンクリートを排出するまでは常にミキサドラムを回転させる必要があり、その駆動源としては、ミキサ車のエンジンを用いるのが一般的である。具体的には、エンジンの回転動力を油圧ポンプへ伝達し、油圧ポンプから吐出される圧油を油圧モータへ供給してこれを駆動し、油圧モータの回転でミキサドラムを回転駆動するようにしている。このため、従来のミキサ車は、建設現場が住宅地近辺にあるときのエンジンの騒音、トンネル内工事での排気ガス、信号待ちや渋滞によるアイドリング運転時の排気ガスや騒音等、環境面での改善が必要であった。 For example, a mixer truck that transports ready-mixed concrete to a construction site must always rotate the mixer drum until the ready-mixed concrete is discharged, and the engine of the mixer truck is generally used as the drive source. Specifically, the rotational power of the engine is transmitted to the hydraulic pump, the pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the hydraulic motor to drive it, and the mixer drum is driven to rotate by the rotation of the hydraulic motor. . For this reason, conventional mixer trucks are environmentally friendly, such as engine noise when the construction site is in the vicinity of a residential area, exhaust gas during tunnel construction, exhaust gas and noise during idling due to traffic lights and traffic jams, etc. Improvement was needed.
そこで近年、エンジン停止時にもドラムを回転させることができるミキサ車が提案されている。例えば特許文献1には、エンジンによって駆動される発電装置と、発電装置の出力を蓄電する蓄電装置と、蓄電装置に蓄電された電力によって駆動される電動機と、電動機の出力によって駆動される第2の油圧ポンプと、車両停止を検出し、オペレータの選択操作によりエンジン停止時に電動機および第2の油圧ポンプによって油圧モータを駆動してドラムを回転させることを可能とする制御装置と、を備えたミキサ車が開示されている。
Therefore, in recent years, a mixer vehicle that can rotate the drum even when the engine is stopped has been proposed. For example,
しかしながら、上記特許文献1に記載のミキサ車においては、車両の停止状態を検出する制御装置が故障すると、オペレータの操作にもかかわらず、ミキサドラムを回転させることができなくなるという問題がある。また、エンジントラブル等の車両故障が生じると、もはや蓄電池の電力のみでミキサドラムを回転させて生コンクリートを撹拌し続けることには限界があるため、何らかの処置をとることが必要となる。
However, the mixer vehicle described in
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、車両故障が生じたときでもミキサドラム内の生コンクリートを適正に処理することができるミキサ車、制御装置およびミキサドラムの回転制御方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a mixer vehicle, a control device, and a mixer drum rotation control method capable of appropriately processing the ready-mixed concrete in the mixer drum even when a vehicle failure occurs. is there.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るミキサ車は、車体部と、第1の駆動回路と、第2の駆動回路とを具備する。
上記車体部は、エンジンの動力によって発電する発電機と、アイドリングストップ信号を生成し、上記エンジンを制御する第1の制御部と、ミキサドラムと、オペレータの入力操作により操作信号を生成する操作部と、を有する。
上記第1の駆動回路は、上記ミキサドラムを回転させる液圧モータと、上記エンジンの動力で駆動され上記液圧モータへ液体を供給する第1の液圧ポンプと、を有する。
上記第2の駆動回路は、上記発電機の出力を蓄電する蓄電池と、上記蓄電池に蓄電された電力で駆動される電動モータと、上記電動モータで駆動され上記液圧モータへ液体を供給する第2の液圧ポンプと、第2の制御部と、を有する。
上記第2の制御部は、上記第1の制御部から上記アイドリングストップ信号を受信したときに上記蓄電池に蓄電された電力で上記ミキサドラムを第1の方向に回転させる第1の制御モードを実行する。上記第2の制御部は、上記操作信号を受信したときに上記蓄電池に蓄電された電力で上記ミキサドラムを上記第1の方向とは反対の第2の方向に回転させる第2の制御モードを実行する。
In order to achieve the above object, a mixer truck according to an embodiment of the present invention includes a vehicle body, a first drive circuit, and a second drive circuit.
The vehicle body includes a generator that generates power by engine power, a first control unit that generates an idling stop signal and controls the engine, a mixer drum, and an operation unit that generates an operation signal by an operator's input operation. Have.
The first drive circuit includes a hydraulic motor that rotates the mixer drum, and a first hydraulic pump that is driven by the power of the engine and supplies liquid to the hydraulic motor.
The second drive circuit includes a storage battery that stores the output of the generator, an electric motor that is driven by electric power stored in the storage battery, and a second motor that is driven by the electric motor and supplies liquid to the hydraulic motor. 2 hydraulic pumps and a second control unit.
The second control unit executes a first control mode in which the mixer drum is rotated in a first direction by the electric power stored in the storage battery when the idling stop signal is received from the first control unit. . The second control unit executes a second control mode in which the mixer drum is rotated in a second direction opposite to the first direction with the electric power stored in the storage battery when the operation signal is received. To do.
上記ミキサ車は、走行中等のエンジン駆動時においては、第1の駆動回路によってミキサドラムを回転させる。一方、上記ミキサ車は、停車中等のアイドリングストップ時においては、第2の駆動回路によってミキサドラムを回転させる。すなわち第2の駆動回路において、第2の制御部は、第1の制御部からアイドリングストップ信号を受信したとき、ミキサドラム内で生コンクリート等の内容物を撹拌する方向(第1の方向)にミキサドラムを回転させる第1の制御モードを実行するように構成される。 When the engine is driven such as during traveling, the mixer vehicle rotates the mixer drum by the first drive circuit. On the other hand, the mixer vehicle rotates the mixer drum by the second drive circuit when idling is stopped such as when the vehicle is stopped. That is, in the second drive circuit, when the second control unit receives the idling stop signal from the first control unit, the mixer drum in a direction (first direction) in which the contents such as ready-mixed concrete are agitated in the mixer drum. It is comprised so that the 1st control mode which rotates may be performed.
一方、第2の制御部は、操作部の入力操作に基づいて生成される操作信号を受信したとき、ミキサドラムを上記第1の方向とは反対の第2の方向に回転させる第2の制御モードを実行するように構成される。上記第2の方向は、典型的には、ミキサドラムからその内容物を排出する方向である。 On the other hand, when the second control unit receives the operation signal generated based on the input operation of the operation unit, the second control mode rotates the mixer drum in the second direction opposite to the first direction. Configured to perform. The second direction is typically a direction in which the contents are discharged from the mixer drum.
したがって上記ミキサ車においては、例えばエンジン、第1の制御部等に故障が生じた場合でも、オペレータによる操作部の入力操作に基づいて、蓄電池に蓄電された電力によってミキサドラムからその内容物を外部へ排出することが可能となる。これにより、蓄電池の限られた電力を用いた応急処置として、ミキサドラム内の生コンクリートを適正に処理することができる。 Therefore, in the above-described mixer vehicle, for example, even when a failure occurs in the engine, the first control unit, etc., the contents are transferred from the mixer drum to the outside by the electric power stored in the storage battery based on the input operation of the operation unit by the operator. It becomes possible to discharge. Thereby, the ready-mixed concrete in a mixer drum can be processed appropriately as an emergency treatment using the limited electric power of a storage battery.
第2の制御モードを実行する場合において、ミキサドラムの内容物の排出先は特に限定されず、例えば、他のミキサ車のミキサドラム等が挙げられる。 In the case of executing the second control mode, the discharge destination of the contents of the mixer drum is not particularly limited, and examples thereof include a mixer drum of another mixer vehicle.
上記第2の制御部は、上記第1の制御モードにおいては上記電動モータを第1の出力で駆動し、上記第2の制御モードにおいては上記電動モータを上記第1の出力よりも大きい第2の出力で駆動するように構成されてもよい。これにより、ミキサドラムからの内容物の排出を効率よく行うことができる。 The second control unit drives the electric motor with a first output in the first control mode, and in the second control mode, the second control unit outputs a second electric motor that is larger than the first output. It may be configured to drive with the output of. Thereby, the content can be efficiently discharged from the mixer drum.
上記第2の駆動回路は、上記蓄電池と上記電動モータとの間に接続された常開型のスイッチ素子をさらに有し、上記第2の制御部は、上記第2の制御モードにおいて、上記スイッチ素子を閉成するように構成されてもよい。スイッチ素子としては、コンタクタ、リレー、電磁開閉器等が適用可能である。上記構成によれば、第2の制御モードにおいて蓄電池と電動モータとをスイッチ素子を介して直結状態とすることができる。これにより蓄電池に蓄電された比較的大きな電力でミキサドラムを回転させることができるため、その内容物を効率よく排出することが可能となる。 The second drive circuit further includes a normally open switch element connected between the storage battery and the electric motor, and the second control unit is configured to switch the switch in the second control mode. It may be configured to close the element. As the switch element, a contactor, a relay, an electromagnetic switch or the like can be applied. According to the said structure, a storage battery and an electric motor can be made into a direct connection state via a switch element in a 2nd control mode. As a result, the mixer drum can be rotated with a relatively large amount of electric power stored in the storage battery, so that the contents can be discharged efficiently.
上記ミキサ車は、上記第2の液圧ポンプと上記液圧モータとの間に配置された切替弁をさらに具備してもよい。上記切替弁は、上記ミキサドラムを上記第1の方向に回転させる流路を形成する第1の状態と、上記ミキサドラムを上記第2の方向に回転させる流路を形成する第2の状態とを切替可能に構成される。これにより、第2の制御部による第1の制御モードおよび第2の制御モードに応じた流路の切替えを適切に行うことが可能となる。なお上記切替弁は、第1の駆動回路に設置されてもよいし、第2の駆動回路に設置されてもよい。 The mixer vehicle may further include a switching valve disposed between the second hydraulic pump and the hydraulic motor. The switching valve switches between a first state that forms a flow path for rotating the mixer drum in the first direction and a second state that forms a flow path for rotating the mixer drum in the second direction. Configured to be possible. Thereby, it becomes possible to appropriately switch the flow path according to the first control mode and the second control mode by the second control unit. The switching valve may be installed in the first drive circuit or may be installed in the second drive circuit.
上記車体部は、上記発電機の出力を蓄電する蓄電装置をさらに有してもよい。この場合、第2の制御部を起動させるための電力源は、上記蓄電装置に蓄電された電力であってもよいし、上記蓄電池に蓄電された電力であってもよい。典型的には、上記第2の制御部は、上記第1の制御モードにおいては上記蓄電装置を電力源とする。一方、上記第2の制御モードにおいては、上記蓄電装置の充電量が所定値以下であるか否かを判定し、かつ上記充電量が上記所定値以下の場合は上記蓄電池を電力源とする。これにより車両故障が生じた場合でも、第2の制御部のための電力源を確保することができる。 The vehicle body may further include a power storage device that stores the output of the generator. In this case, the power source for starting the second control unit may be the power stored in the power storage device or the power stored in the storage battery. Typically, the second control unit uses the power storage device as a power source in the first control mode. On the other hand, in the second control mode, it is determined whether or not the charge amount of the power storage device is equal to or less than a predetermined value, and when the charge amount is equal to or less than the predetermined value, the storage battery is used as a power source. Thereby, even when a vehicle failure occurs, a power source for the second control unit can be secured.
本発明の一形態に係る制御装置は、エンジンの動力によって発電する発電機と、アイドリングストップ信号を生成し、上記エンジンを制御する制御部と、ミキサドラムを回転させる液圧モータと、上記発電機の出力を蓄電する蓄電池と、上記蓄電池に蓄電された電力で駆動される電動モータと、上記電動モータで駆動され上記液圧モータへ液体を供給する液圧ポンプと、オペレータの入力操作により操作信号を生成する操作部と、を有するミキサ車に搭載される制御装置であって、第1の受信部と、第2の受信部と、コントローラとを具備する。
上記第1の受信部は、上記制御部からアイドリングストップ信号を受信可能に構成される。
上記第2の受信部は、上記操作信号を受信可能に構成される。
上記コントローラは、上記アイドリングストップ信号を受信したときに上記蓄電池に蓄電された電力で上記ミキサドラムを第1の方向に回転させる第1の制御モードを実行する。上記コントローラは、上記操作信号を受信したときに上記蓄電池に蓄電された電力で上記ミキサドラムを上記第1の方向とは反対の第2の方向に回転させる第2の制御モードを実行する。
A control device according to an aspect of the present invention includes a generator that generates electric power using engine power, a control unit that generates an idling stop signal and controls the engine, a hydraulic motor that rotates a mixer drum, and the generator A storage battery that stores the output; an electric motor that is driven by the electric power stored in the storage battery; a hydraulic pump that is driven by the electric motor and supplies liquid to the hydraulic motor; A control device mounted on a mixer vehicle having an operation unit to be generated, and includes a first reception unit, a second reception unit, and a controller.
The first receiving unit is configured to receive an idling stop signal from the control unit.
The second receiving unit is configured to receive the operation signal.
The controller executes a first control mode in which the mixer drum is rotated in a first direction by the electric power stored in the storage battery when the idling stop signal is received. The controller executes a second control mode in which the mixer drum is rotated in a second direction opposite to the first direction with the electric power stored in the storage battery when the operation signal is received.
本技術の一形態に係るミキサドラムの回転制御方法は、ミキサ車のアイドリングストップ時に、蓄電池に蓄電された電力で電動モータを第1の出力で駆動することで、ミキサドラムの内容物を撹拌する方向に上記ミキサドラムを回転させることを含む。
上記ミキサ車に搭載された操作部のオペレータによる入力操作時には、上記蓄電池に蓄電された電力で上記電動モータを第2の出力で駆動することで、上記内容物を排出する方向に上記ミキサドラムが回転させられる。
In the mixer drum rotation control method according to an embodiment of the present technology, when the mixer vehicle is idling stopped, the electric motor is driven with the first output by the electric power stored in the storage battery, so that the contents of the mixer drum are agitated. Rotating the mixer drum.
At the time of input operation by an operator of the operation unit mounted on the mixer vehicle, the mixer drum rotates in the direction of discharging the contents by driving the electric motor with the second output with the electric power stored in the storage battery. Be made.
本発明によれば、車両故障が生じたときでも、ミキサドラム内の生コンクリートを適正に処理することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when a vehicle failure arises, the ready-mixed concrete in a mixer drum can be processed appropriately.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係るミキサ車を示す概略側面図、図2は、上記ミキサ車におけるミキサドラムの駆動回路を示す概略構成図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic side view showing a mixer truck according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a drive circuit of a mixer drum in the mixer truck.
[ミキサ車の全体構成]
図1に示すように、ミキサ車100は、モルタルやレディミクストコンクリート等(以下、「生コン」という。)を生コン工場から工事現場まで運搬するミキサドラム1を有する。ミキサドラム1は、ミキサ車100の架台2に回転自在に設置される。ミキサ車100は、生コンを運搬するに当たり、生コンの品質劣化および凝結を防止するために、ミキサドラム1を正回転させてミキサドラム1内に取り付けられた螺旋状の複数のブレードで生コンを撹拌する。また、ミキサ車100は、ミキサドラム1を逆回転させることでミキサドラム1内の生コンを排出し、コンクリート打設箇所へ供給する。
[Overall configuration of mixer truck]
As shown in FIG. 1, the
図2に示すようにミキサ車100は、車体部10を有する。車体部10は、ミキサドラム1、架台2(図1参照)、エンジン3、発電機4、第1のバッテリ5、第1の制御部6、キャビン7(図1参照)、操作部8等を含む。
As shown in FIG. 2, the
エンジン3は、ミキサ車100の動力源であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関で構成される。発電機4は、エンジンの回転動力によって発電し、発電した電力を第1のバッテリ5および後述する第2のバッテリ21へ供給する。
The
発電機4は1台に限られず、複数台備えられてもよい。この場合、複数の発電機で第1および第2のバッテリ5,21が充電されてもよいし、バッテリ毎に発電機が割り当てられてもよい。
The generator 4 is not limited to one, and a plurality of generators may be provided. In this case, the first and
第1のバッテリ5は、発電機4の出力(電力)を蓄電する「蓄電装置」を構成し、車体部10における電装系の電力源として用いられる。第1のバッテリ5は、例えば、2Vの単位セルを12個直列に接続した定格24Vの鉛蓄電池が用いられる。
The
第1の制御部6は、典型的にはコンピュータで構成され、エンジン3の点火制御のほか、ミキサ車100の電装部品を電気的に制御する。
The
また、第1の制御部6は、ミキサ車100が信号待ち等で停車した際、所定の条件下においてエンジン3の駆動を停止させるアイドリングストップ機能を実行する。所定の条件は適宜設定され、典型的には、アクセルペダルやブレーキペダル、サイドブレーキ(駐車ブレーキ)等の操作状態が参照される。第1の制御部6は、アイドリングストップ機能を実行する際、第2の駆動回路52へアイドリングストップ信号S1(図3参照)を送信するように構成される。一方、第1の制御部6は、エンジントラブル等によりエンジンを正常に駆動することができないと判定した場合には、アイドリングストップ信号S1を生成しないように構成されてもよい。
Further, the
操作部8は、オペレータ(例えば、運転手)の入力操作により操作信号S2(図3参照)を生成するように構成される。操作部8は、後述するようにエンジントラブル等の車両故障が発生した非常時において、第2の駆動回路52を起動してミキサドラム1を応急駆動するために用いられる。操作信号S2は、第1の制御部6を経由せずに直接的に第2の駆動回路52へ送信される。すなわち、第1の制御部6に何らかの不具合が生じた場合でも、操作信号S2は第2の駆動回路52へ確実に送信されるように構成される。
The
操作部8は、典型的には、ボタンスイッチ、トグルスイッチ、レバースイッチ等の適宜のスイッチ機構で構成される。操作信号S2は、第2の駆動回路52において操作部8の入力操作を電気的に検出することが可能であれば特に限定されず、その信号電位も限定されない。例えば上記信号電位は、所定のバイアス電位であってもよいしグランド電位であってもよい。操作信号S2の生成に電位源が必要な場合は、その電位源は第1のバッテリ5でもよいし、第2のバッテリ21でもよいし、専用のバッテリであってもよい。
The
操作部8は、典型的にはキャビン7の内部(運転席)に設置されるが、これに限られず、キャビン7の外部(例えば架台2の所定位置)に設置されてもよい。
The
ミキサ車100においては、生コンを排出するまでは常にミキサドラム1を回転させる必要がある。そこで、ミキサ車100は、ミキサドラム1の駆動回路として、エンジン駆動時に稼動する第1の駆動回路51と、エンジン停止時に稼動する第2の駆動回路52とを備える。
In the
第1の駆動回路51は、その駆動源に、ミキサ車100のエンジン3が用いられる。第1の駆動回路51は、PTO(Power Take Off)を介してエンジン3の回転動力を第1の油圧ポンプ11(第1の液圧ポンプ)へ伝達し、第1の油圧ポンプ11から吐出される圧油(液体)を油圧モータ12(液圧モータ)へ供給してこれを駆動し、油圧モータ12の回転でミキサドラム1を回転駆動する。
The
第2の駆動回路52は、その駆動源に、電動モータ22が用いられる。第2の駆動回路52は、第2のバッテリ21の放電出力で電動モータ22を駆動し、電動モータ22の回転動力を第2の油圧ポンプ23(第2の液圧ポンプ)へ伝達する。第2の油圧ポンプ23は圧油を油圧モータ12へ供給してこれを駆動し、油圧モータ12の回転でミキサドラム1を回転駆動する。
The
[第1の駆動回路]
続いて、第1の駆動回路51の詳細について説明する。
[First drive circuit]
Next, details of the
第1の駆動回路51は、第1の油圧ポンプ11と、油圧モータ12と、第1の制御弁13とを有する。第1の制御弁13は、第1の油圧ポンプ11と油圧モータ12との間に配置され、油圧モータ12と第1の制御弁13との間には油圧回路14が構成される。
The
第1の油圧ポンプ11は、エンジン3の動力で駆動され、油圧モータ12へ圧油を供給する。油圧モータ12は、第1の油圧ポンプ11から圧油の供給を受けてミキサドラム1を回転させる。
The first
第1の制御弁13は、第1の油圧ポンプ11から油圧回路14への圧油の供給およびその遮断、ならびに油圧回路14における圧油の供給方向を切り替える。第1の制御弁13は、A位置と、B位置と、C位置とを有する3位置4ポートの電磁切替弁で構成され、上記各位置は、第1の制御部6から送信される制御信号に基づいて切り替えられる。
The
具体的に、第1の制御弁13は、ミキサドラム1を正方向(第1の方向)に回転させるときはA位置に切り替えられ、ミキサドラムを逆方向(第2の方向)に回転させるときはC位置に切り替えられる。第1の制御弁13は、ミキサドラム1内の生コンを撹拌するときはA位置に切り替えられ、ミキサドラム1から生コンを排出するときはC位置に切り替えられる。また、第1の制御弁13は、第1の油圧ポンプ11から油圧モータ12への圧油の供給を遮断するときはB位置へ切り替えられる。
Specifically, the
なお図示せずとも、油圧回路14には、所定以上の油圧が発生したときに開弁するリリーフ弁や、圧油の供給方向を規制するチェック弁等が適宜の位置に設けられてもよい。また図示せずとも、油圧モータ12とミキサドラム1との間に減速機が設置されてもよい。
Although not shown, the
[第2の駆動回路]
第2の駆動回路52は、第2のバッテリ21と、電動モータ22と、第2の油圧ポンプ23と、第2の制御弁24と、第2の制御部25とを有する。
[Second drive circuit]
The
第2の駆動回路52は、単一のユニット構造を有してもよい。この場合、第2の駆動回路52は、架台2上の適宜の位置に設置され、例えば図1に示すようにキャビン7と油圧モータ12との間に設置される。
The
第2のバッテリ21は、発電機4の出力(電力)を蓄電する「蓄電池」を構成し、電動モータ22の電力源として用いられる。第2のバッテリ21は、充放電可能な二次電池であれば特に限定されず、本実施形態では、3.7Vの単位セルを7個直列に接続した定格25.9Vのリチウムイオンバッテリが用いられる。
The
電動モータ22は、第2のバッテリ21に蓄電された電力で駆動され、例えば、直流(DC)モータで構成される。電動モータ22は、後述するように、第2の制御部25が上記アイドリングストップ信号S1を受信したとき、あるいは、操作部8から操作信号S2を受信したときに、第2のバッテリ21に蓄電された電力によって駆動される。
The
第2の油圧ポンプ23は、電動モータ22で駆動される。第2の油圧ポンプ23は、タンク26に貯留された作動油を吸引し、油圧回路14へ圧油を供給する。第2の油圧ポンプ23から吐出される圧油量は、電動モータ22の出力(回転数)によって制御される。
The second
第2の制御弁24は、第2の油圧ポンプ23と油圧回路14との間に配置された「切替弁」として構成される。第2の制御弁24は、第2の油圧ポンプ23から油圧回路14への圧油の供給およびその遮断を切り替える。本実施形態において第2の制御弁24は、D位置と、E位置と、F位置とを有する3位置4ポート電磁切替弁で構成され、上記各位置は、本実施形態では、第2の制御部25から送信される制御信号に基づいて切り替えられる。なお、第2の制御弁24は、第2の制御部25からの制御信号だけでなく、オペレータの手動操作によっても切り替えられるように構成されてもよい。
The
第2の制御弁24は、エンジン3の駆動時はD位置に切り替えられ、第2の油圧ポンプ23と油圧回路14との間を遮断する。一方、第2の制御弁24は、後述するように第2の制御部25がアイドリングストップ信号を受信したときにE位置へ切り替えられるように構成される。E位置は、ミキサドラム1を正方向に回転させる流路を形成する「第1の状態」を構成し、油圧モータ12を正方向に回転させる方向に油圧回路14とタンク26との間で圧油を循環させることを可能とする。
The
さらに第2の制御弁24は、後述するように第2の制御部25が操作信号を受信しときにF位置に切り替えられるように構成される。F位置は、ミキサドラム1を逆方向に回転させる流路を形成する「第2の状態」を構成し、油圧モータ12を逆方向に回転させる方向に油圧回路14とタンク26との間で圧油を循環させることを可能とする。
Further, the
第2の制御部25は、第2の駆動回路52の駆動を制御する。第2の制御部25は、第1の制御モードと、第2の制御モードとを有する。
The
第2の制御部25は、第1の制御部6からアイドリングストップ信号S1を受信したとき、第2のバッテリ21に蓄電された電力でミキサドラム1を正方向(撹拌方向)に回転させる第1の制御モードを実行するように構成される。一方、第2の制御部25は、操作部8から操作信号S2を受信したとき、第2のバッテリ21に蓄電された電力でミキサドラム1を逆方向(排出方向)に回転させる第2の制御モードを実行する。
When the
図3は、第2の制御部25の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
第2の制御部25は、受信部251と、コントローラ252と、出力調整部253と、コンタクタ254とを有する。第2の制御部25は、第2の駆動回路52の動作を制御する制御装置として構成される。本実施形態において第2の制御部25は、第1のバッテリ5を電力源として駆動される。
The
受信部251は、第1の制御部6および操作部8と電気的に接続されており、アイドリングストップ信号S1と、操作信号S2とを受信することが可能に構成される。受信部251は、第1の制御部6と有線で接続されているが、無線で接続されてもよい。
The receiving
本実施形態において受信部251は、アイドリングストップ信号S1を受信する第1の受信部と操作信号S2を受信する第2の受信部としての機能を有する。勿論、受信部251は、これら第1および第2の受信部に分割して構成されてもよい。
In the present embodiment, the receiving
コントローラ252は、典型的にはコンピュータで構成され、第1のバッテリ5、受信部251、出力調整部253、コンタクタ254および第2の制御弁24と電気的に接続される。
The
コントローラ252は、受信部251を介してアイドリングストップ信号S1を受信したとき、上述の第1の制御モードを実行する。また、コントローラ252は、受信部251を介して操作信号S2を受信したとき、上述の第2の制御モードを実行する。
When the
上述のように、操作部8は、エンジントラブル等の車両故障が生じた際にミキサドラム1を応急駆動させるために用いられる。したがって典型的には、受信部251は、アイドリングストップ信号S1および操作信号S2のいずれか一方を受信するが、両方を受信したときは、操作信号S2の受信を無効とし、アイドリングストップ信号を優先的に受信するように構成されてもよい。このような判定は、コントローラ252によって実行されてもよいし、受信部251において実行されてもよい。
As described above, the
出力調整部253は、第2のバッテリ21と電動モータ22との間に配置される。出力調整部253は、第1の制御モードにおいてコントローラ252の制御によって第2のバッテリ21の放電出力(電圧)を所定の電圧に調整して電動モータ22へ出力するように構成される。
The
本実施形態において出力調整部253は、複数のFET(Field Effect Transistor)等のスイッチング素子を有し、コントローラ252において決定された所定のデューティ比で第2のバッテリ21の放電出力(電圧)をパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)する。
In this embodiment, the
上記所定の電圧は特に限定されず、典型的には、アイドリングストップ時におけるミキサドラム1を目的とする回転数で回転させるのに必要な電力を出力することが可能な適宜の値に設定される。
The predetermined voltage is not particularly limited, and is typically set to an appropriate value capable of outputting electric power necessary to rotate the
アイドリングストップ時におけるミキサドラム1の回転数は特に限定されず、例えば、走行時におけるミキサドラム1の回転数よりも低い回転数に設定されてもよい。本実施形態では、エンジン駆動時は第1の回転数(例えば、毎分2回転)でミキサドラム1を回転させ、アイドリングストップ時は第2の回転数(例えば、毎分0.8〜1回転)でミキサドラム1を回転させる。
The rotation speed of the
コンタクタ254は、第2のバッテリ21と電動モータ22との間に、出力調整部253と並列的に接続された常開(ノーマルオープン)型のスイッチ素子で構成される。コンタクタ254は、第2の制御モードにおいてコントローラ252の制御によって閉成し、出力調整部253をバイパスして第2のバッテリ21に蓄電された電力を電動モータ22へ供給するように構成される。
The
コントローラ252は、アイドリングストップ信号S1および操作信号S2の受信の有無によって、第2の制御弁24、出力調整部253およびコンタクタ254の動作を制御する。図4は、コントローラ252による第2の駆動回路52の制御方法を説明するフローチャートである。
The
コントローラ252は、受信部251を介してアイドリングストップ信号S1を受信したときは、第2の制御弁24をE位置へ切り替える。そしてコントローラ252は、出力調整部253を介して第2のバッテリ21に蓄電された電力を上記所定の電圧に変調し、その変調した電圧を電動モータ22へ供給する(ST101,102,103)。
When the
また、コントローラ252は、受信部251を介して操作信号S2を受信したときは、第2の制御弁24をF位置へ切り替える。そしてコントローラ252は、コンタクタ254を閉成して、第2のバッテリ21に蓄電された電力をそのまま電動モータ22へ供給する(ST104,105,106)。
Further, when the
一方、コントローラ252は、アイドリングストップ信号S1および操作信号S2のいずれも受信しないときには、第2の制御弁24をD位置へ切り替える。そしてコントローラ252は、出力調整部253を介して、第2のバッテリ21の放電を停止させ、電動モータ22への電力供給を遮断する(ST107,108)。このときは勿論、コントローラ252は、コンタクタ254を開放状態(OFF状態)に維持する。
On the other hand, the
[ミキサ車の動作]
次に、ミキサ車100の典型的な動作について説明する。
[Mixer truck operation]
Next, typical operations of the
ミキサドラム1に生コンを搭載したミキサ車100は、コンクリートプラントから打設現場までミキサドラム1を所定の回転数で正方向に回転させながら、ミキサドラム1内で生コンを撹拌する。
The
ここで、ミキサ車100の走行時においては、図2に示すように、第1の制御弁13はA位置にあり、第2の制御弁24はD位置にある。その結果、エンジン3を駆動源とする第1の駆動回路51により、ミキサドラム1が正方向に上記第1の回転数で回転される。また、ミキサ車100の走行中、発電機4により、第1のバッテリ5および第2のバッテリ21が充電される。
Here, when the
一方、信号待ち、渋滞等によってミキサ車100が停止し、所定のアイドリングストップ機能を実行する所期の条件(例えば、駐車ブレーキの作動等)を検出すると、第1の制御部6は、アイドリングストップ機能を実行し、エンジン3の駆動を停止させる。第1の制御部6はさらに、第2の制御部25へアイドリングストップ信号S1を発信するとともに、第1の制御弁13をA位置からB位置へ切り替える。
On the other hand, when the
第2の制御部25は、第1の制御部6からアイドリングストップ信号S1を受信することで、第2の制御弁24をE位置へ切り替えるとともに第2のバッテリ21を電力源として電動モータ22を所定の電圧で駆動する第1の制御モードを実行する(ST101〜103)。第2の油圧ポンプ23は、電動モータ22の回転数に応じた圧油を油圧回路14へ吐出する。油圧モータ12は、第2の油圧ポンプ23から吐出された圧油で駆動され、ミキサドラム1を正方向に上記第2の回転数で回転させる。これによりミキサドラム1の駆動源が、第1の駆動回路51から第2の駆動回路52へと切り替えられる。
The
そして、第1の制御部6が運転者によるミキサ車100の走行操作を検出したときは、第1の制御弁13をA位置へ切り替えるとともに、アイドリングストップ信号S1の出力を停止する。これにより第2の制御部25は、第2の制御弁24をD位置ヘ切り替えるとともに、第2のバッテリ21の放電を停止させて電動モータ22の駆動を停止させる(ST107,108)。その結果、ミキサドラム1の駆動源が第2の駆動回路52から第1の駆動回路51へと切り替えられる。
And when the
ここで、エンジントラブルや車体トラブルなど、エンジン3あるいは第1の制御部6に何らかの故障が発生した場合、ミキサドラム1の回転が停止してしまうことで、搭載された生コンが凝結するおそれがある。また、第2のバッテリ21に蓄電された電力のみでミキサドラム1を回転させて生コンを撹拌し続けることには限界があるため、当該生コンの凝結を防止するため、何らかの処置をとることが必要となる。
Here, when some trouble occurs in the
そこで本実施形態では、エンジントラブル等の車両故障が生じた場合、オペレータによる操作部8の入力操作によって、ミキサドラム1を逆方向に回転させることが可能に構成されている。
Therefore, in this embodiment, when a vehicle failure such as an engine trouble occurs, the
すなわち第2の制御部25は、操作部8の入力操作により生成される操作信号S2を受信したとき、コントローラ252は、第2の制御弁24をF位置へ切り替えるとともにコンタクタ254を閉成する第2の制御モードを実行する(ST104〜106)。これにより、第2のバッテリ21から電動モータ22へ電力が供給され、ミキサドラム1を逆方向に回転させることができる。
That is, when the
本実施形態によれば、オペレータによる操作部8の入力操作に基づいて、ミキサドラム1に搭載された生コンをミキサドラム1の外部へ排出することが可能となるため、ミキサドラム1内における大量の生コンの凝結を防止することが可能となる。これにより、第2のバッテリ21の限られた電力を用いた応急処置として、ミキサドラム1内の生コンを適正に処理することができる。
According to the present embodiment, since the ready-mixed concrete mounted on the
生コンの排出先としては、典型的には、他のミキサ車のミキサドラムが好ましい。これにより、当該他のミキサ車のミキサドラムによって生コンを建設現場、あるいは生コンプラントへ搬送することが可能となる。 Typically, the mixer drum of other mixer trucks is preferable as the discharge destination of the raw concrete. Thereby, it becomes possible to convey a raw concrete to a construction site or a raw concrete plant by the mixer drum of the other mixer truck.
また、第2の制御モードは、コンタクタ254を介して第2のバッテリ21と電動モータ22とを直結状態とする。このため、出力調整部253を介して第2のバッテリ21から電動モータ22へ電力を供給する第1の制御モードよりも、電動モータ22の出力を大きくすることができる。これにより撹拌時よりも排出時の方が回転負荷が大きい場合でも、ミキサドラム1を比較的大きな電力で安定に回転させることができるため、生コンを効率よく排出することが可能となる。
In the second control mode, the
さらに本実施形態においては、第2の制御弁24の切替を第2の制御部25によって制御するようにしているため、第1の制御部6に何らかの故障が生じた場合でも、第2の制御モードを安定かつ適切に実行することが可能となる。
Further, in the present embodiment, since the switching of the
<第2の実施形態>
図5は、本発明の第2の実施形態に係る第2の制御部の概略構成を示すブロック図である。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the second control unit according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
本実施形態に係る第2の制御部35は、受信部251と、コントローラ252と、出力調整部253と、コンタクタ254と、検出部255と、切替器256とを有する。
The
受信部251、出力調整部253およびコンタクタ254は、上述の第1の実施形態と同様に構成されるため、ここでは説明を省略する。
Since the receiving
検出部255は、第1のバッテリ5の充電量(SOC:State of Charge)を検出することが可能に構成される。充電量は、第1のバッテリ5の満充電状態(あるいは初期容量)を100%としたときの残容量であり、電流積算によって測定されてもよいし、予め取得した第1のバッテリ5のI−V特性データに基づいて判定されてもよい。
The
切替器256は、第1のバッテリ5および第2のバッテリ21に接続され、コントローラ252の制御に基づいて、第2の制御部35の電力源を第1のバッテリ5から第2のバッテリ21へ切り替えることが可能に構成される。
The
コントローラ252は、上述の第1の実施形態と同様に、受信部251を介して受信されたアイドリングストップ信号S1および操作信号S2に基づき、第1の制御モードあるいは第2の制御モードに対応する第2の制御弁24、出力調整部253およびコンタクタ254の制御を各々実行する。
As in the first embodiment described above, the
コントローラ252はさらに、検出部255を介して第1のバッテリ5の充電量(SOC)を判定し、その判定結果に基づいて当該コントローラ252の電力源を第1のバッテリ5から第2のバッテリ21へ切り替えるように切替器256を制御する。
The
すなわち本実施形態において、第2の制御部35は、第1の制御モードにおいては第1のバッテリ5を電力源とする一方、第2の制御モードにおいては、第1のバッテリの充電量(SOC)が所定値以下であるか否かを判定し、かつ上記充電量が上記所定値以下の場合は第2バッテリ21を電力源とする。これにより車両故障が生じた場合でも、第2の制御部35のための電力源を確保することができる。
That is, in the present embodiment, the
図6は、第2の制御モードの実行時におけるコントローラ252の動作例を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation example of the
コントローラ252は、操作信号S2を受信すると、発電機4から第2のバッテリ21へ充電が行われているかどうかを判定する(ST201)。この判定は、例えば、第2のバッテリ21の充電量(SOC)の時間変化に基づいて実行することができる。そして、第2のバッテリ21が充電中であると判定したときは、発電機4が正常に動作しているとみなすことができるため、第2の制御モードの実行を停止する。このような処理は、エンジン稼動中に操作部8が誤って操作されたとき等に特に有効となる。
When
一方、発電機4から第2のバッテリ21へ充電が行われていないと判定したときは、エンジン3あるいは発電機4に何らかのトラブルが発生したとみなすことができるため、コントローラ252は、第1の実施形態と同様の手順で第2の制御モードを実行する(ST202、図4におけるST105,106)。
On the other hand, when it is determined that the
このとき、コントローラ252は、第1のバッテリ5の充電量(SOC)が所定値以上か否かを検出部255の出力に基づいて判定し、これが所定値以上の場合はコンタクタ254を閉成して第2の制御モードを実行する(ST203,202)。
At this time, the
一方、コントローラ252は、第1のバッテリ5の充電量(SOC)が所定値未満と判定したときは、切替器256を介して、第2の制御部35の電力源を第1のバッテリ5から第2のバッテリ21へ切り替える(ST204)。これにより第1のバッテリ5の充電量(SOC)が低い場合でも、第2の制御部35のための電力源を確保することができる。
On the other hand, when the
電力源の切替の基準となる第1のバッテリ5の充電量(SOC)は、第2の制御部35を適正に動作させることができないと判断される任意の値に設定することができる。例えば本実施形態では、第1のバッテリ5の残留電圧が18V未満の場合に、第2の制御部25の電力源が第1のバッテリ5から第2のバッテリ21へ切り替えられるように設定される。
The charge amount (SOC) of the
なお、上述の第2のバッテリ21への電力源の切替に際して、コントローラ252は、第2のバッテリ21の充電量(SOC)を参照するように構成されてもよい。この場合、第2のバッテリ21の充電量(SOC)が所定値未満の場合、ミキサドラム1の応急駆動に必要な電力源を確保するために、上記電力源の切替を中止するように構成されてもよい。
Note that the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば以上の実施形態では、第2の制御部25における第2の制御モードの実行時に、出力調整部253をバイパスするようにコンタクタ254を介して第2のバッテリ21に蓄電された電力が電動モータ22へ供給するように構成された。これに代えて、コントローラ252は、操作信号S2の受信時に、出力調整部253において第2のバッテリ21の電力を出力変調することなく、連続的に電動モータ22へ供給するように構成されてもよい。このような方法によっても、電動モータ22を第1の制御モードよりも大きな出力で駆動させることが可能となる。
For example, in the above embodiment, the electric power stored in the
また、以上の実施形態では、第2の駆動回路52における第2のバッテリ21として、リチウムイオンバッテリが用いられたが、ニッケル−水素蓄電池や鉛蓄電池等の他の二次電池が採用されてもよい。
In the above embodiment, a lithium ion battery is used as the
1…ミキサドラム
3…エンジン
4…発電機
5…第1のバッテリ
6…第1の制御部
8…操作部
10…車体部
11…第1の油圧ポンプ
12…油圧モータ
13…第1の制御弁
21…第2のバッテリ
22…電動モータ
24…第2の制御弁
25,35…第2の制御部
51…第1の駆動回路
52…第2の駆動回路
100…ミキサ車
251…受信部
252…コントローラ
254…コンタクタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ミキサドラムを回転させる液圧モータと、前記エンジンの動力で駆動され前記液圧モータへ液体を供給する第1の液圧ポンプと、を有する第1の駆動回路と、
前記発電機の出力を蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力で駆動される電動モータと、前記電動モータで駆動され前記液圧モータへ液体を供給する第2の液圧ポンプと、前記第1の制御部から前記アイドリングストップ信号を受信したときに前記蓄電池に蓄電された電力で前記ミキサドラムを第1の方向に回転させる第1の制御モードを実行し、前記操作信号を受信したときに前記蓄電池に蓄電された電力で前記ミキサドラムを前記第1の方向とは反対の第2の方向に回転させる第2の制御モードを実行する第2の制御部と、を有する第2の駆動回路と
を具備するミキサ車。 A vehicle body section having a generator that generates power by the engine power, a first control section that generates an idling stop signal and controls the engine, a mixer drum, and an operation section that generates an operation signal by an operator's input operation When,
A first drive circuit comprising: a hydraulic motor that rotates the mixer drum; and a first hydraulic pump that is driven by the power of the engine and supplies liquid to the hydraulic motor;
A storage battery that stores the output of the generator; an electric motor that is driven by the power stored in the storage battery; a second hydraulic pump that is driven by the electric motor and supplies liquid to the hydraulic motor; When the first control mode for rotating the mixer drum in the first direction with the power stored in the storage battery when receiving the idling stop signal from the first control unit and receiving the operation signal A second control circuit for executing a second control mode for rotating the mixer drum in a second direction opposite to the first direction with the electric power stored in the storage battery; and A mixer truck comprising:
前記第2の制御部は、前記第1の制御モードにおいては前記電動モータを第1の出力で駆動し、前記第2の制御モードにおいては前記電動モータを前記第1の出力よりも大きい第2の出力で駆動する
ミキサ車。 The mixer vehicle according to claim 1,
The second control unit drives the electric motor with a first output in the first control mode, and the second control unit outputs a second electric motor that is larger than the first output in the second control mode. A mixer truck driven by the output of.
前記第2の駆動回路は、前記蓄電池と前記電動モータとの間に接続された常開型のスイッチ素子をさらに有し、
前記第2の制御部は、前記第2の制御モードにおいて、前記スイッチ素子を閉成する
ミキサ車。 The mixer vehicle according to claim 2,
The second drive circuit further includes a normally open switch element connected between the storage battery and the electric motor,
The second control unit is a mixer vehicle that closes the switch element in the second control mode.
前記ミキサドラムを前記第1の方向に回転させる流路を形成する第1の状態と、前記ミキサドラムを前記第2の方向に回転させる流路を形成する第2の状態とを切替可能に構成され、前記第2の液圧ポンプと前記液圧モータとの間に配置された切替弁をさらに具備する
ミキサ車。 It is a mixer car given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
A first state in which a flow path for rotating the mixer drum in the first direction and a second state in which a flow path for rotating the mixer drum in the second direction are formed can be switched. A mixer vehicle further comprising a switching valve disposed between the second hydraulic pump and the hydraulic motor.
前記車体部は、前記発電機の出力を蓄電する蓄電装置をさらに有し、
前記第2の制御部は、前記第1の制御モードにおいては前記蓄電装置を電力源とし、前記第2の制御モードにおいては前記蓄電装置の充電量が所定値以下であるか否かを判定し、かつ前記充電量が前記所定値以下の場合は前記蓄電池を電力源とする
ミキサ車。 It is a mixer car given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
The vehicle body further includes a power storage device that stores the output of the generator,
The second control unit uses the power storage device as a power source in the first control mode, and determines whether or not a charge amount of the power storage device is a predetermined value or less in the second control mode. And when the said charge amount is below the said predetermined value, the said vehicle is a mixer vehicle which uses the said storage battery as an electric power source.
前記制御部からアイドリングストップ信号を受信可能な第1の受信部と、
前記操作信号を受信可能な第2の受信部と、
前記アイドリングストップ信号を受信したときに前記蓄電池に蓄電された電力で前記ミキサドラムを第1の方向に回転させる第1の制御モードを実行し、前記操作信号を受信したときに前記蓄電池に蓄電された電力で前記ミキサドラムを前記第1の方向とは反対の第2の方向に回転させる第2の制御モードを実行するコントローラと
を具備する制御装置。 A generator that generates power using engine power, a controller that generates an idling stop signal and controls the engine, a hydraulic motor that rotates a mixer drum, a storage battery that stores the output of the generator, and a storage battery that stores power An electric motor driven by the generated electric power, a hydraulic pump that is driven by the electric motor and supplies liquid to the hydraulic motor, and an operation unit that generates an operation signal by an operator's input operation. A control device mounted;
A first receiving unit capable of receiving an idling stop signal from the control unit;
A second receiving unit capable of receiving the operation signal;
The first control mode for rotating the mixer drum in the first direction with the power stored in the storage battery when the idling stop signal is received is performed, and the storage battery is stored when the operation signal is received. A controller that executes a second control mode for rotating the mixer drum in a second direction opposite to the first direction with electric power.
前記ミキサ車に搭載された操作部のオペレータによる入力操作時に、前記蓄電池の蓄電された電力で前記電動モータを第2の出力で駆動することで、前記内容物を排出する方向に前記ミキサドラムを回転させる
ミキサドラムの回転制御方法。 At the time of idling stop of the mixer vehicle, the mixer drum is rotated in the direction of stirring the contents of the mixer drum by driving the electric motor with the first output with the electric power stored in the storage battery,
During the input operation by the operator of the operation unit mounted on the mixer vehicle, the mixer drum is rotated in the direction of discharging the contents by driving the electric motor with the second output with the electric power stored in the storage battery. Let the rotation control method of the mixer drum.
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