JP4516902B2

JP4516902B2 - 塵芥収集車

Info

Publication number: JP4516902B2
Application number: JP2005238574A
Authority: JP
Inventors: 達也布原; 典浩松本; 博文湊; 和彦赤塚; 啓一岡野
Original assignee: Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-08-19
Also published as: JP2007050996A

Description

本発明は、生ごみや粗大ごみ等の塵芥を効率よく積み込む機能を備えた塵芥収集車に関する。

塵芥収集車は、車両後部の塵芥投入箱に投入された塵芥を塵芥収容箱に積み込むための積込装置を備えている。例えば特許文献１に記載された従来の塵芥収集車では、バッテリにより電動モータを駆動して、この電動モータに接続された油圧ポンプにより油圧を生じさせ、この油圧により積込装置を動作させる。バッテリは、走行時にエンジンによって駆動される発電機の出力電圧により充電されている。また、塵芥積込時は、主にバッテリからの電力供給で積込装置を動作させる。

実開昭５５−１６４２０３号公報（第２図）

上記従来の塵芥収集車において、電動モータを駆動させるバッテリは、主に車両走行時に発電機によって充電され、停止状態ではわずかにしか充電がなされない。従って、当該車両を停止させた状態で、塵芥を積み込むべく継続的に積込装置を動作させると、バッテリの蓄電量は、積込装置の動作時間（回数）に応じて低下していく。また、塵芥を積み込む場所同士が近く、車両の走行時間が短いと十分に充電することができず、バッテリの蓄電量は累積的に低下していく。作業者は、バッテリの蓄電量を逐一把握できないので、当該バッテリが終止電圧値以下となっても積込装置を動作させてしまい、バッテリの寿命を短くしてしまう恐れがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、積込装置を動作させるためのバッテリの長寿命化を図ることができる塵芥収集車を提供することを目的とする。

本発明の塵芥収集車は、塵芥収容箱と、前記塵芥収容箱に連接して設けられた塵芥投入箱と、バッテリと、前記バッテリにより駆動される電動モータと、前記電動モータにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの油圧により作動されるとともに、所定の複数動作を１サイクルとした積込動作によって、前記塵芥投入箱に投入された塵芥を前記塵芥収容箱に積み込む積込装置と、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、前記蓄電量検出手段により検出される前記バッテリの蓄電量が規定電圧時の蓄電量となるまで放電されたときに得られる電力によって、前記積込装置があと何サイクル前記積込動作を行うことができるかを示す積込動作可能回数を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された積込動作可能回数を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。

上記のように構成された塵芥収集車によれば、バッテリの現状の蓄電量が規定電圧時の蓄電量となるまでに、あと何サイクル積込動作が行えるかを、作業者は表示手段によって認識することができるので、作業者が知らない間に、バッテリの電圧が規定電圧よりも低い状態で積込装置を作動させてしまうのを抑制できる。

また、上記塵芥収集車において、前記蓄電量検出手段によって検出された蓄電量が、前記規定電圧時の蓄電量以下であると判断したときに、前記積込装置の作動を制限する制限手段を設けてもよい。
この場合、バッテリの蓄電量が規定電圧時の蓄電量となると、制限手段によって積込装置の作動が制限される。従って、バッテリの電圧が規定電圧よりも低い状態で、作業者が積込装置を作動させてしまうことを確実に防止できる。

また、上記塵芥収集車において、前記積込装置にかかる負荷の程度を表す負荷相当量を検出する負荷検出手段と、前記電動モータの回転数制御を行い、前記負荷検出手段によって検出された負荷相当量が所定値を超えると前記電動モータの回転数を低減する制御装置と、複数段に設定された前記所定値から所望の値を選択する切換手段と、を備え、前記複数段に設定された前記所定値のそれぞれに応じた積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量を予め定めておき、前記算出手段が、この予め定められた消費電力量に基づいて、前記所望の値に応じた積込動作可能回数を算出するものであってもよい。

この場合、積込装置にかかる負荷が増大してその負荷相当量が所定値を超えると、制御装置は電動モータの回転数を低減させるので、油圧ポンプの吐出量が低下する。また、切換手段によって複数段に設定された所定値を所望の値に選択できるので、油圧ポンプの吐出量を低下させるべき負荷相当量を選択することができる。これによって、１台の塵芥収集車で複数モードの積込動作を選択することができ、これら複数モードの積込動作を使い分けることで、積込時の時間、場所、塵芥の種類等に応じた積込作業を行うことができる。
また、算出手段は、所定値それぞれに応じて予め定められた積込装置の消費電力量に基づいて積込動作可能回数を算出するので、作業者が所定値を所望の値に切り替えたとしても、その所定値に応じた積込動作可能回数を作業者に対して表示することができる。

また、上記塵芥収集車において、前記積込装置の１サイクル当たりの積込動作に要した消費電力量を測定する消費電力量測定手段を有し、前記算出手段が、前記消費電力量測定手段により測定された消費電力量に基づいて、前記積込動作可能回数を算出することが好ましい。
この場合、現状の積込作業の負荷に応じた積込装置の消費電力量によって積込動作可能回数を算出することができるので、状況に応じて、積込動作可能回数を正確に算出することができる。

以上のように、本発明の塵芥収集車によれば、バッテリが規定電圧（例えば、終止電圧）以下となった状態で積込装置を作動させるのを防止できるので、バッテリの寿命を短くしてしまうことを抑制でき、当該バッテリの長寿命化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るプレス式塵芥収集車の後部を示す側断面図であり、図２は、図１に示されるプレス式塵芥収集車の背面図である。図１、図２において、前記塵芥収集車１は、塵芥収容箱２と、その後部に連接する塵芥投入箱３とを備えている。塵芥投入箱３の後方には、塵芥が投入される投入口３ａを、上下にスライドして開閉する蓋３ｂが設けられている。また、塵芥投入箱３の前方下部には、塵芥を塵芥収容箱２に積み込むための開口部３ｄが設けられている。

次に、塵芥投入箱３内に設けられている積込装置５０について説明する。図１を参照して、塵芥投入箱３の左右の側壁３ｃには、斜め上下に延びるガイドレール４が設けられており、スライダ５に取り付けられた左右一対二組のローラ６は、このガイドレール４内を斜め上下に移動することができる。スライダ５は、図示のような側面形状の左右の部材間を車幅方向に延びるプレート等（図示せず）により接続して一体化したものである。また、スライダ５の下端部には、ピン７を介して押込板８が回動自在に取り付けられている。押込板８もまた、図示のような側面形状の左右の部材間を車幅方向に延びるプレート等（図示せず）により接続して一体化したものである。

一方、プッシュシリンダ９のシリンダ側端部はピン１０により側壁３ｃに取り付けられており、ピストン側端部はピン１１により、スライダ５の上端部に接続されている。他方、プレスシリンダ１２のシリンダ側端部はピン１３により押込板８に接続されており、ピストン側端部は上記ピン１１により、スライダ５の上端部に接続されている。スライダ５は押込板８と共に、プッシュシリンダ９の伸長動作により斜めに上昇し、収縮動作により斜めに下降する。これによりスライダ５は、後述する一次圧縮及び押込に対応した往復動が可能である。また、押込板８は、プレスシリンダ１２の伸長動作によりピン７を中心として時計回り方向に回動し、収縮動作により反時計回り方向に回動する。これにより押込板８は、後述する反転及び二次圧縮に対応した往復回動が可能である。

図３の（ａ）は、図１から積込装置５０の主要部である押込板８、プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２のみを抜き出した動作説明図である（但し、図面を見易くするためプッシュシリンダ９の位置を少しずらしている。）。押込板８は、（ａ）に示す位置を原位置として、プレスシリンダ１２が収縮動作することにより「反転」の行程を行い、（ｂ）に示す状態となる。次に押込板８は、プッシュシリンダ９が収縮動作することにより「一次圧縮」の行程を行い、（ｄ）に示す状態となる。続いて押込板８は、プレスシリンダ１２が伸長動作することにより「二次圧縮」の行程を行い、（ｃ）に示す状態となる。最後に押込板８は、プッシュシリンダ９が伸長動作することにより「押込」の行程を行い、（ａ）に示す状態に戻る。このようにしてプッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２が交互に動作することにより、押込板８は、所定の複数動作としての上記各工程（反転、一次圧縮、二次圧縮、押込）を１サイクルとした積込動作を行う。押込板８の先端部８ａは、図示のように、動作軌跡が４点を結ぶ閉じた形状を描く。

上記プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２の近傍には、それらの伸縮動作が伸長端及び収縮端に達したことをそれぞれ検知する近接スイッチ（１４，１５，１６，１７）が設けられている。第１近接スイッチ１４は、プッシュシリンダ９の動作が伸長端に達したことを検知する。第２近接スイッチ１５は、プレスシリンダ１２に取り付けられたドグ１２ａを検知することにより、その動作が収縮端に達したことを検知する。第３近接スイッチ１６は、プッシュシリンダ９の動作が収縮端に達したことを検知する。そして、第４近接スイッチ１７は、プレスシリンダ１２の動作が伸長端に達したことを検知する。なお、第１近接スイッチ１４及び第３近接スイッチ１６は塵芥投入箱３に対して固定的に取り付けられているが、第２近接スイッチ１５及び第４近接スイッチ１７はスライダ５側に取り付けられており、プッシュシリンダ９の伸縮動作に伴って移動する。

図４は、上記プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２に関する油圧回路図である。当該油圧回路は、タンク２１、油圧ポンプ２２、背圧弁２３、プッシュシリンダ用電磁弁２４、プレスシリンダ用電磁弁２５、リリーフ弁２６，２７、減圧弁２８、逆止弁２９〜３２、フィルタ３３，３４、及び圧力センサ５１を図示のように接続して構成されている。押込板８が原位置（図３の（ａ））に停止しているとき、各シリンダ９，１２は伸長状態にあり、各電磁弁２４，２５は中立位置にある。プレスシリンダ用電磁弁２５のソレノイド２５ｓが励磁されると「反転」、ソレノイド２５ｅが励磁されると「二次圧縮」、プッシュシリンダ用電磁弁２４のソレノイド２４ｓが励磁されると「一次圧縮」、ソレノイド２４ｅが励磁されると「押込」、の各動作が行われる。圧力センサ５１は、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧を常時検出し、その検出出力を後述のコントローラ（１９）に提供する。なお、塵芥投入箱３を上方に回動させて塵芥収容箱２を開くためのスイングシリンダや、塵芥収容箱２に収容された塵芥を押し出すディスチャージシリンダ等も、上記油圧回路に接続されているが、説明を省略する。

図５は、積込装置５０における積込制御装置２０の構成を示すブロック図である。前述の第１〜第４近接スイッチ１４〜１７の出力は、ＣＰＵ、メモリ、インタフェース回路等を含むコントローラ１９に入力される。また、操作スイッチ１８から、積込動作開始指令等の指令がコントローラ１９に入力される。プッシュシリンダ用電磁弁２４及びプレスシリンダ用電磁弁２５は、コントローラ１９によって励磁される。

次に、上記油圧ポンプ２２を駆動する塵芥収集車のシステム構成について、図６のブロック図を参照して説明する。図において、塵芥収集車のエンジン５２には、発電機５３が接続されている。発電機５３から出力される電力は、整流器５４を介してバッテリ５５に蓄電される。バッテリ５５には、その蓄電量を検出する蓄電量検出手段としての電圧計５６が接続されている。そして、バッテリ５５に蓄電された電力は、インバータ５７（ゲート制御回路も含む。）に供給される。インバータ５７には、油圧ポンプ２２を駆動するための交流モータ（誘導電動機）５８が接続されている。交流モータ５８は回転数センサ５９を備えており、その出力は前述のコントローラ１９に入力される。また、圧力センサ５１の出力、切換スイッチ６０の信号、及び電圧計５６により測定されるバッテリ５５の電圧値も、コントローラ１９に入力される。当該コントローラ１９及びインバータ５７は、圧力センサ５１の出力及び切換スイッチ６０の信号に基づいて、回転数センサ５９の出力をフィードバック信号として用いながら、交流モータ５８の回転数制御を行うモータ制御装置６２を構成している。

また、コントローラ１９には、バッテリ５５の現状の蓄電量が規定電圧時の蓄電量となるまで放電されたときに得られる電力によって、積込装置５０があと何サイクル積込動作を行うことができるかを示す積込動作可能回数を表示する表示装置６１が接続されている。なお、本実施形態では、前記規定電圧をバッテリ５５の終止電圧とした。
コントローラ１９は、電圧計５６から得られるバッテリ５５の電圧値より、バッテリ５５の現状の蓄電量を算出するとともに積込動作可能回数を算出し、表示装置６１に算出結果を出力するようにされている。すなわち、コントローラ１９は、積込動作可能回数を算出する算出手段を構成している。

上記切換スイッチ６０は、図７に示すようなスイッチボックス６３に、他のスイッチ、ランプ類と共に設けられている。スイッチボックス６３は、例えば運転席（キャブ）に設けられる。この切換スイッチ６０は、例えば「低出力」、「通常」、「高出力」の３ポジションに切換可能であり、いずれか１ポジションを選択可能である。

また、表示装置６１は、図８に示すように光電管等を用いた表示部６１ａを備えており、図２に示すように車体後方の左側部に設けられた積込装置５０等を操作するためのスイッチボックス７０の上方に設けられている。この表示装置６１は、コントローラ１９が演算した積込動作可能回数を、表示部６１ａに表し、作業者に対して表示する。

次に、上記コントローラ１９のモータ制御に関する動作について、図９のＰＱ線図を参照して説明する。図９において、横軸は圧力センサ５１（図４，図６）によって検出される作動圧Ｐ［Ｐａ］を表し、縦軸は油圧ポンプ２２の吐出量Ｑ［ｍ３／秒］を表す。なお、吐出量Ｑは油圧ポンプ２２の回転数すなわち交流モータ５８の回転数に比例する。ＰＱ線図には、低出力モード、通常モード、高出力モードの３つの積込装置５０の動作出力モードがあり、切換スイッチ６０でいずれかの動作出力モードが選択されることにより、コントローラ１９は、選択された動作出力モードのＰＱ線図に従うように回転数制御を行う。

図６において、エンジン５２により駆動される発電機５３による出力電力（交流）は、整流器５４により直流に変換され、バッテリ５５に蓄電された後、インバータ５７に供給される。積込装置５０は、このバッテリ５５に蓄電された電力を使用することによって作動され、バッテリ５５への充電は、主に、エンジン５２が高回転となる塵芥収集車１の走行時に行われる。塵芥の積込は、エンジン５２を停止させた状態で行われる。このため、積込装置５０は、バッテリ５５の電力のみによって作動される。
インバータ５７への制御信号は、圧力センサ５１、回転数センサ５９及び切換スイッチ６０の各出力に基づいて、コントローラ１９から与えられる。ここで、切換スイッチ６０により通常モードが選択されているとすると、コントローラ１９は、図９の通常モードのＰＱ線図に従うように回転数制御を行う。

具体的には、圧力センサ５１から入力される信号によって表される作動圧をＰ［Ｐａ］、回転数センサ５９から入力される信号によって表される回転数Ｎ［ｒｐｍ］を吐出量換算してＱ［ｍ^３／秒］とすると、Ｐ≦Ｐ２（１０ＭＰａ）のとき、Ｑ＝Ｑ１（０．８３×１０^−３ｍ^３／秒（５０リットル／分））とする。そして、作動圧ＰがＰ２を超えると、作動圧Ｐの増大に応じて吐出量（回転数）を漸減させる。この場合の「漸減」は、作動圧Ｐの増大に反比例して吐出量（回転数）を低下させることであり、これにより吐出量減少中の出力ＰＱは一定値となる。

すなわち、Ｐ＝Ｐ２のときの出力はＰ２・Ｑ１であり、図に示す数値より以下の値となる。これは、通常モードにおける最大出力でもある。
Ｐ２・Ｑ１＝１０×１０^６×０．８３×１０^−３
＝８．３×１０^３［Ｗ］＝８．３［ｋＷ］
従って、Ｐ２＜ＰのときのＱは、
Ｑ＝（８．３×１０^３）／Ｐ・・・（１）
と表され、モータ制御装置６２は、この式（１）のＱに相当する回転数Ｎで交流モータ５８を回転させる。そして、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達するときの吐出量Ｑ２は、式（１）より、
Ｑ２＝（８．３×１０^３）／（１８×１０^６）
＝０．４６×１０^−３［ｍ^３／秒］＝２８［リットル／分］
となる。但し、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５８を停止させる。

このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中（特に終期）においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが１０ＭＰａを超えると交流モータ５８の回転数が低下して吐出量が低下する。
なお、ここで、圧力センサ５１は、油圧ポンプ２２の作動圧Ｐを積込装置５０にかかる負荷の程度を表す負荷相当量として検出する負荷検出手段を構成している。

一方、切換スイッチ６０により低出力モードが選択されている場合は、Ｐ≦Ｐ１（５ＭＰａ）のとき、Ｑ＝Ｑ１（０．８３×１０^−３ｍ^３／秒（５０リットル／分））とする。そして、作動圧ＰがＰ１を超えると、作動圧Ｐの増大に応じて吐出量（回転数）を漸減させる。この場合の「漸減」は、通常モードと同様に、作動圧Ｐの増大に反比例して吐出量（回転数）を低下させることであり、これにより吐出量減少中の出力ＰＱは一定値となる。

すなわち、Ｐ＝Ｐ１のときの出力はＰ１・Ｑ１であり、図に示す数値より以下の値となる。これは、低出力モードにおける最大出力でもある。
Ｐ１・Ｑ１＝５×１０^６×０．８３×１０^−３
＝４．２×１０^３［Ｗ］＝４．２［ｋＷ］
従って、Ｐ１＜ＰのときのＱは、
Ｑ＝（４．２×１０^３）／Ｐ・・・（２）
と表され、モータ制御装置６２は、この式（２）のＱに相当する回転数Ｎで交流モータ５８を回転させる。そして、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達するときの吐出量Ｑ３は、式（２）より、
Ｑ３＝（４．２×１０^３）／（１８×１０^６）
＝０．２３×１０^−３［ｍ^３／秒］＝１４［リットル／分］
となる。但し、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５８を停止させる。

このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが５ＭＰａを超えると交流モータ５８の回転数が低下して吐出量が低下する。これにより、油圧ポンプ２２は通常モードよりも低出力で「頭打ち」の状態となるとともに、積込装置５０の積込作業時の平均的な消費電力量は通常モードよりも小さくなる。

他方、切換スイッチ６０により高出力モードが選択されているとすると、作動圧ＰがＰ１，Ｐ２を超えても吐出量Ｑ１及びそれに対応する回転数が維持され、最大出力Ｐ３・Ｑ１は、図に示す数値より以下の値となる。
Ｐ３・Ｑ１＝１８×１０^６×０．８３×１０^−３
＝１５×１０^３［Ｗ］＝１５［ｋＷ］
また、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５８を停止させる。
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが高まってもＰ３に達するまでは回転数及び吐出量が維持される。これにより、油圧ポンプ２２及び積込装置５０は、行程全体から見ると通常モードよりも高出力となるとともに、積込装置５０の積込作業時の平均的な消費電力量は、通常モードよりも大きくなる。

以上のようにして、積込装置５０では、動作出力がそれぞれ異なるように設定された各動作出力モードを使い分けることにより、積込時の時間、場所、塵芥の種類等に応じた積込作業を行うことができる。

次に、上記コントローラ１９（図５、図６参照）が行う積込動作可能回数の算出方法について説明する。
コントローラ１９は、積込装置５０の積込動作（反転、一次圧縮、二次圧縮、押込を１サイクルとした積込動作）１サイクル当たりに必要な消費電力量を、そのメモリ等に格納している。積込装置５０の積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量は、例えば、切換スイッチ６０（図６、図７）によって選択される上記各モードにおいて所定回数の積込動作を行うことで積込作業を行い、その際の積込装置５０の消費電力量を測定し、その値を前記所定回数で除することで得られる。この積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量は、各モードそれぞれについて予め算出して定めておき、上述したようにメモリ等に格納される。なお、積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量は、上記のように実作業によって得る以外に、予め機種毎に求められる標準的な値を用いることもできる。

図１０は、コントローラ１９が行う積込動作可能回数の算出方法の一例を説明するための図である。図において、コントローラ１９は、積込動作可能回数を算出するに際して、まず、電圧計５６（図６）から得られる電圧値Ｖが、後述するバッテリ５５の終止電圧である２２８［Ｖ］以下であるかどうかを判断する（ステップＳ１１）。電圧値Ｖが２２８［Ｖ］以下の場合、コントローラ１９は、交流モータ５８への電力供給を停止し、積込装置５０の作動を制限し（ステップＳ１２）、表示装置６１（図６、図８）に「０」を表示させ（ステップＳ１３）、「スタート」に戻る。すなわち、コントローラ１９は、このステップＳ１１及びステップＳ１２により、電圧値Ｖが終止電圧以下であると判断したとき、積込装置５０の作動を制限する制限手段を構成している。電圧値Ｖが２２８［Ｖ］より大きい場合には、電圧値Ｖからバッテリ５５の蓄電量Ｗを算出する（ステップＳ１４）。
次に、コントローラ１９は、現在選択されているモードを把握し（ステップＳ１５）、現在選択されているモードに対応する、積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量を、そのメモリ等から取得する（ステップＳ１６）。
そして次に、コントローラ１９は、バッテリ５５の蓄電量Ｗを、上記で取得した積込動作一回当たりに必要な消費電力量で除することで、積込装置５０が、現状のバッテリ５５の蓄電量Ｗでの積込動作可能回数を算出する（ステップＳ１７）。そして、この算出した積込動作可能回数を表示装置６１に出力する（ステップＳ１８）。

次に、上記演算方法をより具体的に説明する。交流モータ５８に電力を供給するバッテリ５５（図６）は、例えば、１セル当たりの電圧が１．２［Ｖ］、容量が６．５［Ａｈ］のニッケル水素蓄電池を直列に２２８セル接続して用いており、バッテリ５５の満充電時における電圧は、２７３．６［Ｖ］、蓄電量Ｗは、約１．７７［ｋＷｈ］である。また、このバッテリ５５の終止電圧は２２８［Ｖ］（１セル当たりの電圧が１．０［Ｖ］）であるとする。なお、終止電圧とは、バッテリの実用上の使用限度を示す電圧値であり、この値以下で使用（放電）されると、バッテリの寿命が短くなる。

このようなバッテリ５５における蓄電量Ｗは、以下のようにして算出される。なお、ここで言う蓄電量Ｗとは、満充電時における蓄電量を１００％、実用上の使用限度である終止電圧時における蓄電量を０％としたときの蓄電量の割合を、満充電時の蓄電量Ｗ（１．７７ｋＷｈ）を基準として［ｋＷｈ］で表示したものである。図１１は、バッテリ５５の電圧値Ｖと、その蓄電量Ｗとの関係の一例を示した図である。図において縦軸にはバッテリ５５の電圧値、横軸には、蓄電量Ｗを示している。図中の曲線Ｌは電圧値Ｖと蓄電量Ｗとの関係を示しており、本実施の形態では、図に示す範囲において、蓄電量Ｗと電圧値Ｖとの関係を実験的に把握することで、曲線Ｌを得た。コントローラ１９は、検出された電圧値Ｖに対し、上記曲線Ｌを参照することで、その蓄電量Ｗを算出することが可能となる。

上記のようにして求められる蓄電量Ｗより、積込動作可能回数は、下記式（３）によって求められる。
積込動作可能回数＝
蓄電量Ｗ／積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量・・・（３）
ここで、各モードにおける、予め算出しコントローラ１９に格納された、積込動作一回当たりに必要な消費電力量が以下の値であるとする。
通常モード・・・０．０２２［ｋＷｈ］
低出力モード・・・０．０１８［ｋＷｈ］
高出力モード・・・０．０２６［ｋＷｈ］

また、バッテリ５５の電圧値Ｖが２７３．６［Ｖ］、すなわち満充電であるときには、蓄電量Ｗは、１．７７［ｋＷｈ］であり、これら値を式（３）に代入し、バッテリ５５が満充電時の各モードにおける積込動作可能回数を算出すると、以下のようになる。
通常モード・・・１．７７［ｋＷｈ］／０．０２２［ｋＷｈ］≒ ８０［回］
低出力モード・・・１．７７［ｋＷｈ］／０．０１８［ｋＷｈ］≒ ９８［回］
高出力モード・・・１．７７［ｋＷｈ］／０．０２６［ｋＷｈ］≒ ６８［回］

以上のようにして、コントローラ１９は、バッテリ５５が満充電の場合における、選択される各モードの積込動作可能回数を算出することができる。
また、バッテリ５５が満充電でない場合においては、図１１に示した電圧値Ｖと蓄電量Ｗとの関係に基づいて、現状の電圧値Ｖの値から現状の蓄電量Ｗを算出し、上記式（３）によって、各モードにおける積込動作可能回数を得ることができる。上記構成では、逐次バッテリ５５の電圧値Ｖを検出しており、現状の蓄電量Ｗ、及び予め定められた各モードにおける消費電力量に基づいて、選択されるモードでの積込動作可能回数を算出しているので、作業者が塵芥の積込作業の状況に応じて動作出力モードを切り替えたとしても、それに応じた積込動作可能回数を作業者に対して表示することができる。

バッテリ５５の電圧値Ｖが終止電圧である２２８［Ｖ］となるとき、すなわち、蓄電量Ｗが０となるとき、積込動作可能回数は０となり、表示装置６１には、「０回」と表示される。これによって作業者は、バッテリ５５に、積込装置５０を作動させるための蓄電量Ｗが無いことを認識することができる。

上記のように構成された本実施形態の塵芥収集車１によれば、現状のバッテリ５５の電圧値Ｖが、規定電圧としての終止電圧である２２８［Ｖ］となるとき、すなわち、蓄電量Ｗが０となるまでに、あと何サイクル積込動作を行えるかを、作業者は表示装置６１によって認識することができるので、作業者が知らない間に、バッテリ５５の電圧値が終止電圧値よりも低くなるまで積込装置５０を作動させてしまうことを抑制できる。これによって、バッテリ５５が終止電圧以下となった状態で、積込装置５０を作動させることによるバッテリ５５の放電を防止でき、バッテリ５５の寿命を短くしてしまうことを抑制し、当該バッテリ５５の長寿命化を図ることができる。

また、本実施形態において、コントローラ１９は、図１０に示すステップＳ１１及びステップＳ１２によって、電圧値Ｖが終止電圧以下であると判断したとき、積込装置５０の作動を制限する。これによって、バッテリ５５の電圧値Ｖが終止電圧よりも低い状態で、作業者が積込装置を作動させてしまうことを確実に防止できる。

また、本実施形態の塵芥収集車１において、例えば、複数箇所の塵芥集積所を巡回する際には、各塵芥集積所への移動時にバッテリ５５への充電が行われるので、作業者は、各塵芥集積所への巡回順序や走行距離を考慮することで、塵芥積込作業の途中にバッテリ５５の蓄電量が無くなくなることがないように積込装置５０の積込動作可能回数を管理することができる。これにより効率的な塵芥の積込を行うことができる。

図１２は、本発明の第二の実施形態に係る塵芥収集車のコントローラが行う積込動作可能回数の算出方法の手順を示した図である。本実施形態と、第一の実施形態との主な相違点は、積込装置５０の積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量をコントローラ１９のメモリ等に格納せず、現状の動作状態における積込装置５０の消費電力量を測定把握し、この消費電力量に基づいて積込動作可能回数を算出している点である。その他の点については第一の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

以下、本実施形態によるコントローラ１９が行う積込動作可能回数の算出方法について説明する。
図１２において、コントローラ１９は、電圧計５６（図６）から得られる電圧値Ｖがバッテリ５５の終止電圧である２２８［Ｖ］以下であるかどうかを判断し（ステップＳ２１）、電圧値Ｖが２２８［Ｖ］以下の場合、コントローラ１９は、交流モータ５８への電力供給を停止し、積込装置５０の作動を制限し（ステップＳ２２）、表示装置６１（図６、図８）に「０」を表示させ（ステップＳ２３）、「スタート」に戻る。
電圧値Ｖが２２８［Ｖ］より大きい場合には、積込装置５０が積込動作を１サイクル終えたかどうかを判断する（ステップＳ２４）。この判断は、プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２（図１、図３）の近傍に設けられた第１〜第４近接スイッチ１４〜１７（図３）から得られる信号によって、１サイクルの積込動作（「反転」、「一次圧縮」、「二次圧縮」、「押込」）が終了したかどうかを検知することで行われる。積込装置５０が１サイクルの積込動作を終えていないと判断すると、スタートに戻る。積込装置５０が１サイクルの積込動作を終えたと判断すると、コントローラ１９は、電圧値Ｖからバッテリ５５の蓄電量Ｗを算出する（ステップＳ２５）。

次に、ステップＳ２５で算出した蓄電量Ｗが、後述する前サイクルにおける蓄電量Ｗ０よりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ２６）。蓄電量Ｗが蓄電量Ｗ０より大きい場合、スタートに戻る。蓄電量Ｗが蓄電量Ｗ０以下である場合、コントローラ１９は、蓄電量Ｗ０と蓄電量Ｗとの差であるΔＷを算出する（ステップＳ２７）。このΔＷは、直前の積込動作１サイクルによってバッテリ５５が放電した電力量であり、積込装置５０が１サイクル当たりの積込動作に要した消費電力量である。なお、ステップＳ２６にて、蓄電量Ｗが蓄電量Ｗ０より大きい場合、ΔＷを算出しないのは、バッテリ５５は、車両の走行等によって、大きく充電されているため、積込動作１サイクル当たりに要した消費電力量を算出できないためである。

そして次に、コントローラ１９は、ΔＷを積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量とし、上記式（３）に基づいて積込動作可能回数を算出する（ステップＳ２８）。そして、この算出した積込動作可能回数を表示装置６１に出力する（ステップＳ２９）。次に、コントローラ１９は、蓄電量Ｗを蓄電量Ｗ０として記憶する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０にて記憶される蓄電量Ｗ０は、次のサイクルにおける積込動作可能回数を算出する際に上記ステップＳ２６、ステップＳ２７にて用いられる。
上記のようにして、コントローラ１９は、積込装置５０の直前の積込動作１サイクル当たりに要した消費電力量であるΔＷを算出し、このΔＷに基づいて積込動作可能回数を算出することができる。また、コントローラ１９は、上記ステップＳ２４、ステップＳ２７、ステップＳ３０により、積込装置５０の積込動作１サイクル当たりに要した消費電力量を測定する消費電力量測定手段を構成している。

上記のように構成された本実施形態の塵芥収集車１によれば、現状の積込作業の負荷に応じた積込装置５０の消費電力量によって積込動作可能回数を算出することができるので、状況に応じて、積込動作可能回数を正確に算出することができる。
なお、図１２に示される算出例以外に、例えば直前の積込動作１サイクルに要した消費電力量、又は所定回数の直前の積込動作の平均消費電力量を求めて、これをメモリに記憶するとともに順次この記憶を更新し、この値と、現状の蓄電量とから積込可能回数を算出することもできる。

なお、上記各実施形態において、積込装置５０の積込動作回数を算出する上で基準としたバッテリ５５の蓄電量が０％となるときの電圧、すなわち規定電圧を、バッテリ５５の終止電圧に設定したが、バッテリ５５の寿命は終止電圧以下での使用によって短くなるので、この規定電圧はバッテリ５５の終止電圧以上に設定してもよい。
また、上記各実施形態では交流モータ５８を用いたが、交流モータに限らず電動モータであれば使用可能であり、例えばブラシレス直流モータを用いて、コントローラ１９に駆動されるインバータ５７によって電圧・電流を変化させることにより、モータの回転数制御を行うことも可能である。

また、上記実施形態における積込装置はプレス式であるが、回転板式の積込装置に対しても本発明は適用できる。
また、図９において、ＰＱ線図における圧力設定はＰ１（５ＭＰａ），Ｐ２（１０ＭＰａ），Ｐ３（１８ＭＰａ）の３段階設定であるが、これは一例にすぎず、設定値や設定段数は必要に応じて選択することができるし、各動作出力モードにおける、作動圧Ｐに対する油圧ポンプの吐出量（回転数）の下げ方についても、適宜変更することができる。

また、上記各実施形態にて用いた圧力センサ５１は、積込装置５０の作動圧を測定することで、油圧ポンプ２２の負荷、すなわち、交流モータ５８の負荷を検出している。よって、例えば、圧力センサ５１に代えて、インバータ５７の２次側電路に電流センサを設け、その出力信号としての交流モータ５８の入力電流を検知することで、交流モータ５８の負荷を検出するようにしてもよい。

また、上記各実施形態において吐出量は交流モータの回転数に相当する量として扱い、回転数センサ５９により吐出量相当の回転数を検出しているが、回転数センサに代えて油圧ポンプ２２の吐出量を直接検出する流量センサを設け、その出力を用いながら、モータの回転数制御により所望の吐出量を得るように構成してもよい。

本発明の第一の実施形態によるプレス式塵芥収集車の後部を示す側断面図である。上記プレス式塵芥収集車の背面図である。図１から積込装置の主要部である押込板、プッシュシリンダ及びプレスシリンダのみを抜き出した動作説明図である。上記プッシュシリンダ及びプレスシリンダに関する油圧回路図である。積込装置における積込制御装置の構成を示すブロック図である。油圧ポンプを駆動する塵芥収集車のシステム構成についてのブロック図である。スイッチボックスの正面図である。表示装置の正面図である。制御特性を示すＰＱ線図である。コントローラが行う積込動作可能回数の算出方法の一例を説明するための図である。バッテリの電圧値Ｖと、その蓄電量Ｗとの関係の一例を示した図である。本発明の第二の実施形態によるプレス式塵芥収集車のコントローラが行う積込動作可能回数の算出方法を説明するための図である。

符号の説明

１塵芥収集車
２塵芥収集箱
３塵芥投入箱
１９コントローラ（算出手段、制限手段、消費電力量測定手段）
２２油圧ポンプ
５０積込装置
５１圧力センサ（負荷検出手段）
５５バッテリ
５６電圧計（蓄電量検出手段）
５８交流モータ
６０切換スイッチ（切換手段）
６１表示装置（表示手段）
６２モータ制御装置（制御装置）

Claims

塵芥収容箱と、
前記塵芥収容箱に連接して設けられた塵芥投入箱と、
バッテリと、
前記バッテリにより駆動される電動モータと、
前記電動モータにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの油圧により作動されるとともに、所定の複数動作を１サイクルとした積込動作によって、前記塵芥投入箱に投入された塵芥を前記塵芥収容箱に積み込む積込装置と、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により検出される前記バッテリの蓄電量が規定電圧時の蓄電量となるまで放電されたときに得られる電力によって、前記積込装置があと何サイクル前記積込動作を行うことができるかを示す積込動作可能回数を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された積込動作可能回数を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする塵芥収集車。
前記蓄電量検出手段によって検出された蓄電量が、前記規定電圧時の蓄電量以下であると判断したときに、前記積込装置の作動を制限する制限手段を備えた請求項１に記載の塵芥収集車。
前記積込装置にかかる負荷の程度を表す負荷相当量を検出する負荷検出手段と、
前記電動モータの回転数制御を行い、前記負荷検出手段によって検出された負荷相当量が所定値を超えると前記電動モータの回転数を低減する制御装置と、
複数段に設定された前記所定値から所望の値を選択する切換手段と、を備え、
前記複数段に設定された前記所定値のそれぞれに応じた積込動作１サイクル当たりに必要な消費電力量を予め定めておき、
前記算出手段が、この予め定められた消費電力量に基づいて、前記所望の値に応じた積込動作可能回数を算出する請求項１又は２に記載の塵芥収集車。
前記積込装置の積込動作１サイクル当たりに要した消費電力量を測定する消費電力量測定手段を有し、
前記算出手段が、前記消費電力量測定手段により測定された消費電力量に基づいて、前記積込動作可能回数を算出する請求項１又は２に記載の塵芥収集車。