JP6410480B2 - ミキサ車、制御装置およびミキサドラムの回転制御方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

特開２００３−３０１８０２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施形態に係るミキサ車を示す概略側面図である。 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。 上記ミキサ車における第２の制御部の構成を示すブロック図である。 上記第２の制御部による第２の駆動回路の制御方法を説明するフローチャートである。 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。 上記第２の制御部による第２の制御モードの動作例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

＜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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図３は、第２の制御部２５の構成を示すブロック図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (7)

1. 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、前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、を有する車体部と、
   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、前記第１の制御部の故障時において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。
2. 請求項１に記載のミキサ車であって、
   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。
3. 請求項２に記載のミキサ車であって、
   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。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のミキサ車であって、
   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。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のミキサ車であって、
   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。
6. 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、前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、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、
   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、前記制御部の故障時において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。
7. ミキサ車のアイドリングストップ時に制御部から送信されるアイドリングストップ信号に基づいて、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前記ミキサドラムを回転させ、
   前記制御部の故障時における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。

Images