JP6849367B2 - 電動作業車両、その制御方法及びその制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンに駆動されるPTO装置と、バッテリと、バッテリの電力により駆動される電動機と、PTO装置又は電動機に駆動される油圧ポンプとを備えた電動作業車両、その制御方法及びその制御装置に関し、特にPTO装置のオンオフ制御に関する。
従来より、この種の電動作業車両は、油圧ポンプをPTO装置又は電動機で駆動するように車両側制御装置で制御する。また、塵芥積込装置などの架装物を駆動するときには、架装物用に設けた架装側制御装置から車両側制御装置に必要な出力を要求することが知られている(例えば特許文献1参照)。
例えば、図4に示すような電動作業車両では、走行可能なベース車両と、このベース車両に搭載された架装物と、ベース車両に搭載されたエンジンEと、このエンジンEに駆動されるPTO装置124と、エンジンEの動力をPTO装置124に伝えるトランスミッションTと、バッテリ113と、このバッテリ113の電力により駆動される電動機125と、PTO装置124又は電動機125に駆動される油圧ポンプ126と、制御装置とを備えている。そして、この制御装置は、架装物を制御する架装物コントローラ140と、トランスミッションを制御するトランスミッションコントロールモジュール132と、トランスミッションコントロールモジュール132からの信号を受けてPTOを制御するPTOコントローラ136と、ベース車両の全体の制御を行うハイブリッドコントロールモジュール130とを備えている。
特開2014−121938号公報
この種の電動作業車両では、ハイブリッドコントロールモジュール130がPTOスイッチ135からの信号を受けて直接トランスミッションTに連結されたPTO装置124のオンオフ制御も行っている。また、サービスプラグが取り外された場合には、ハイブリッドコントロールモジュール130が停止するようになっている。このため、サービスプラグが取り外された状態では、PTO装置124のオンオフ制御が行えないという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合でも、PTO装置のオンオフ制御を行えるようにすることにある。
上記の目的を達成するために、この発明では、場合によりトランスミッションコントロールモジュールが直接PTO装置のオンオフ制御を行えるようにした。
具体的には、第1の発明では、
走行可能なベース車両と、
上記ベース車両に搭載された架装物と、
上記ベース車両に搭載されたエンジンと、
上記エンジンに駆動されるPTO装置と、
上記エンジンの動力を上記PTO装置に伝えるトランスミッションと、
バッテリと、
上記バッテリの電力により駆動される電動機と、
上記PTO装置又は上記電動機に駆動される油圧ポンプと、
制御装置とを備えた電動作業車両を前提とする。また、第5の発明は、その制御装置を前提とする。
上記電動作業車両を前提とする第1の発明又は上記制御装置を前提とする第5の発明において、
上記制御装置は、
上記トランスミッションを制御するトランスミッションコントロールモジュールと、
上記架装物を制御すると共に、上記PTO装置のオンオフ信号を上記トランスミッションコントロールモジュールに送信するPTOスイッチと、
上記ベース車両の全体の制御を行うハイブリッドコントロールモジュールとを備え、
上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能な場合には、上記ハイブリッドコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行い、
上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合には、上記トランスミッションコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている。
すなわち、サービスプラグが取り外されてハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合、PTOスイッチからPTO装置のオンオフ信号を受けても、従来は、そのオンオフ制御が行えなかったが、上記の構成によると、トランスミッションコントロールモジュールが直接PTO装置のオンオフ制御を行うようにしているので、PTO装置を動かして油圧ポンプを駆動し、作業を行うことができる。一方、ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能な場合には、直接PTO装置のオンオフ制御を行うので、PTO装置か電動機で油圧ポンプを駆動して作業を行うことができる。
第2の発明では、第1の発明において、
上記トランスミッションコントロールモジュールは、上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能か否かを確認し、駆動可能でないと判断した場合に直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている。
上記の構成によると、ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合でも、トランスミッションコントロールモジュールがハイブリッドコントロールモジュールの異常を検知してハイブリッドコントロールモジュールに代わってPTO装置のオンオフ制御できるので、PTOスイッチからの信号を受けてPTO装置をオンオフ制御できる。
第3の発明では、第2の発明において、
取り外すことにより上記バッテリの電力線を切り離すサービスプラグをさらに備え、
上記トランスミッションコントロールモジュールは、上記サービスプラグが取り外された場合に駆動可能でないと判断し、直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている。
上記の構成によると、バッテリやインバータ装置等の電気系統に異常がある場合などでも、サービスプラグを取り外せば、PTO装置により安全に作業が行える。
第4の発明では、上記前提の電動作業車両を制御する方法であり、
上記トランスミッションコントロールモジュールは、上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能か否かを確認し、
上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能と判断された場合には、上記ハイブリッドコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行い、
上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でないと判断された場合には、上記トランスミッションコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行う。
上記方法によると、トランスミッションコントロールモジュールがハイブリッドコントロールモジュールの停止を検知してハイブリッドコントロールモジュールを介さずに直接PTO装置のオンオフ制御を行うので、PTOスイッチからの信号を受けてPTO装置をオンオフ制御できる。
以上説明したように、本発明によれば、ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合に、トランスミッションコントロールモジュールが直接PTO装置のオンオフ制御を行うようにしたので、サービスプラグが取り外されても、PTO装置のオンオフ制御を行うことができる。
本発明の実施形態に係る電動塵芥車に係るブロック図である。 本発明の実施形態に係る電動塵芥車を示す側面図である。 電動塵芥車を示す概略平面図である。 従来の電動塵芥車に係るブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る電動作業車両としての電動塵芥車1の側面図であり、この電動塵芥車1は、走行するためのベース車両10と、塵芥を収集する作業を行うための、架装物としての塵芥収集装置20とを備えている。
ベース車両10は、シャシフレーム11と、シャシフレーム11の前部に設けられたキャブ12とを備えている。シャシフレーム11には、前部に左右一対の車輪11aと後部に左右一対の車輪11bが設けられている。キャブ12の内部には運転席及び助手席が設けられている。
塵芥収集装置20は、塵芥を収容するための塵芥収容箱21と、塵芥収容箱21の後方に設けられ、塵芥を塵芥収容箱21に積込むための塵芥投入箱22とを備えている。塵芥投入箱22の後面の下部には矩形状の塵芥投入口22aが設けられている。塵芥投入口22aは扉22bによって開閉可能となっている。
塵芥投入箱22の内部には、塵芥投入口22aから投入された塵芥を圧縮して塵芥収容箱21に向かって押し込むための、塵芥積込装置23が設けられている。塵芥投入箱22には、塵芥積込装置23を作動させるための操作部としての操作スイッチ22cが塵芥投入口22aに隣接して設けられている。
塵芥積込装置23は、例えば、塵芥投入口22aから投入された塵芥を塵芥収容箱21側に掻き上げるための回転板23aと、回転板23aが掻き上げた塵芥を塵芥収容箱21に押し込む押込板23bとを有している。回転板23aは油圧モータ23cによって駆動され、押込板23bは揺動シリンダ23dによって駆動されるようになっている。
図3は、本発明に係る電動塵芥車1の概略平面図であり、この電動塵芥車1は、主にエンジンEと、エンジンEの後方に設けられたトランスミッションTと、トランスミッションTに付設されたPTO(Power take off:動力取出)装置24とを備えている。PTO装置24に連結されたPTOシャフト14には、電動機25が回転一体に連結されている。またPTOシャフト14には電動機25が連結されており、また電動機25には油圧ポンプ26が連結されている。油圧ポンプ26は、PTO装置24を介して伝達されるエンジンEの動力及び電動機25の動力の少なくとも一方によって駆動される。このように構成することで、電動機25を回転させてPTOシャフト14を回転させ、その回転力をPTO装置24を介してトランスミッションTに伝達することで、ベース車両10を走行させることができるようになっている。本実施形態のベース車両10は、電動機25の動力を油圧ポンプ26の駆動だけでなく、車両の走行にも利用できる、いわゆるハイブリッド車両である。
図1は、本実施形態に係る電動塵芥車1の一部ブロック図である。電動塵芥車1は、走行アシスト用と塵芥積込装置23の駆動用との両方の電源となるハイブリッドバッテリ13と、インバータ装置27とを備えている。インバータ装置27からの電力により、電動機25が所定の回転数で駆動され、それに伴ってこの電動機25と連結された油圧ポンプ26が駆動される。設置場所は特に限定されないが、電動塵芥車1は、取り外すことによりハイブリッドバッテリ13の電力線を切り離すサービスプラグ15を備えている。詳しくは図示しないが、油圧ポンプ26の高圧油は、アキュムレータ及び制御バルブを介して油圧モータ23c、揺動シリンダ23d等に供給され、これらの油圧アクチュエータ23c,23dが駆動される。作動油は、作動油タンクに戻され、サンクションフィルタを通った作動油が再び油圧ポンプ26に供給されるようになっている。
エンジンEの動力は、クラッチC、トランスミッションTを介してPTO装置24に伝達される。図3に示すように、PTO装置24が接続状態(オン状態)の場合、PTO装置24に伝達された動力は、PTOシャフト14、ギヤボックス28を介して電動機25又は油圧ポンプ26に伝達される。このギヤボックス28なしで電動機25と油圧ポンプ26とが直結の構成でもよい。一方、PTO装置24が切断状態(オフ状態)となる走行時には、トランスミッションTの駆動力は、デフ(ディファレンシャルギア)29を介して車輪11bに伝達される。
以上より、油圧ポンプ26は以下の状態で駆動され得る。具体的には、エンジンEからの動力でPTO装置を介して油圧ポンプ26が駆動されるPTOモードと、ハイブリッドバッテリ13の電力による電動機25からの動力で駆動される電動モードである。
そして図1に示すように、電動塵芥車1は、制御装置としてベース車両10の制御を行うハイブリッドコントロールモジュール30と、トランスミッションTの全般を制御するトランスミッションコントロールモジュール32と、車両に搭載された塵芥収集装置20の制御を行う架装側制御装置としてのPLC(programmable logic controller)40と、PTOスイッチ35と、トランスミッションコントロールモジュール32からの信号を受けてPTOを制御するPTOコントローラ36とを備えている。
ハイブリッドコントロールモジュール30は、エアコン制御、インバータ装置27へのトルク指示、電動機25の回転数指示などを含むベース車両10の電気系統全般を制御する役割を果たす。また、ハイブリッドコントロールモジュール30は、PTO装置24で油圧ポンプ26を駆動するPTOモード又は電動機25で油圧ポンプ26を駆動する電動モードに切替制御するようになっている。
エンジンコントロールモジュール31は、ハイブリッドコントロールモジュール30とCAN通信線41で双方向通信可能であり、主としてエンジンEの制御を行う。
PLC40は、塵芥収集装置20の駆動時の動作を制御する。PTOスイッチ35は、PTO装置24のオンオフ信号をトランスミッションコントロールモジュール32に送信する役割を果たす。PLC40とトランスミッションコントロールモジュール32とをつなぐ信号線40a、及び、PTOスイッチ35とトランスミッションコントロールモジュール32とをつなぐ信号線35aは、一方向信号線となっている。
トランスミッションコントロールモジュール32は、ハイブリッドコントロールモジュール30とCAN通信線41で双方向通信可能に接続され、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能か否かを確認する機能を有する。
バッテリコントローラ33は、ハイブリッドコントロールモジュール30とCAN通信線41で双方向通信可能に接続され、ハイブリッドバッテリ13の制御を行う。
ハイブリッドコントロールモジュール30は、インバータ装置27とCAN通信線41で双方向通信可能に接続されているので、モータコントローラは設けられていない。
ハイブリッドコントロールモジュール30は、ハイブリッドバッテリ13やインバータ装置27の電気系統に異常が生じた場合に、ディスプレイ、ブザーなどの警報装置34に信号を送って表示、音等により、オペレータに異常を知らせるように構成されている。
そして、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能な場合には、ハイブリッドコントロールモジュール30が直接PTO装置24のオンオフ制御を行うようになっている。一方、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能でない場合には、トランスミッションコントロールモジュール32が直接PTO装置24のオンオフ制御を行うように構成されている。
すなわち、トランスミッションコントロールモジュール32は、サービスプラグ15が取り外された場合にハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能でないと判断し、直接PTO装置24のオンオフ制御を行うように構成されている。
次に、本実施形態に係る電動塵芥車1の制御の流れについて説明する。
まず、トランスミッションコントロールモジュール32は、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能か否かを確認する。
次いで、サービスプラグ15が取り付けられた状態であることによりハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能と判断された場合には、ハイブリッドコントロールモジュール30がトランスミッションコントロールモジュール32を介してPTO装置24のオンオフ制御を行う。
一方、サービスプラグ15が取り外された状態であることによりハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能でないと判断された場合には、トランスミッションコントロールモジュール32がハイブリッドコントロールモジュール30を介さずに直接PTO装置24のオンオフ制御を行う。
例えば、PTOスイッチ35からPTO装置24のON信号が発信されると、トランスミッションコントロールモジュール32は、電動モードではなく、PTOモードとしてPTO装置24を駆動し、油圧ポンプ26を回転させる。そして、オペレータの操作により、塵芥収集装置20が作動する。
このように、ハイブリッドバッテリ13やインバータ装置27等の電気系統に異常がある場合などにサービスプラグ15が取り外されてハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能でない場合、PTOスイッチ35からPTO装置24のオンオフ信号を受けても、図4に示すような従来の構成では、そのオンオフ制御が行えなかったが、本実施形態では、トランスミッションコントロールモジュール32が直接PTO装置24のオンオフ制御を行うようにしているので、PTO装置24を動かして油圧ポンプ26を駆動し、作業を行うことができる。一方、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能な場合には、トランスミッションコントロールモジュール32を介してPTO装置24のオンオフ制御を行うので、PTO装置24か電動機25で油圧ポンプ26を駆動して作業を行うことができる。
本実施形態では、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能でない場合でも、トランスミッションコントロールモジュール32がハイブリッドコントロールモジュール30の異常を検知してハイブリッドコントロールモジュール30に代わってPTO装置24のオンオフ制御できるので、PTOスイッチ35からの信号を受けてPTO装置24をオンオフ制御できる。
本実施形態では、ハイブリッドバッテリ13やインバータ装置27等の電気系統に異常がある場合には、警報装置34からの警報によりオペレータがすぐに電気系統の異常を知ることができる。これにより、オペレータはサービスプラグ15をすぐに取り外してハイブリッドバッテリ13の電力が他に影響を及ぼさないようにすることができ、サービスプラグ15が取り外されても自動でトランスミッションコントロールモジュール32が直接PTO装置24をオンオフ制御してPTO駆動で作業を行うことができる。その結果、電気系統の異常により電動機25での作業が中断しても、すぐに当該現場において作業を再開することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る電動塵芥車1によると、ハイブリッドコントロールモジュール30が駆動可能でない場合に、トランスミッションコントロールモジュール32が直接PTO装置24のオンオフ制御を行うようにしたので、サービスプラグ15が取り外されても、PTO装置24のオンオフ制御を行うことができる。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
例えば、上記実施形態では、電動作業車両は、電動塵芥車としたが、これに限定されず、エンジンに駆動されるPTO装置と、バッテリと、バッテリの電力により駆動される電動機と、PTO装置又は電動機に駆動される油圧ポンプとを備えた高所作業車、脱着車、車両運搬車等の電動作業車両なら何でもよい。
上記実施形態では、電動機25は、PTO装置24の下流側に設けたが、クラッチCとトランスミッションTとの間に設けられていてもよい。
さらに、上記実施形態では、ベース車両10は、ハイブリッド車両としているが、電動機25の駆動は、油圧ポンプ26の駆動にのみ用いるように構成してもよい。
1 電動塵芥車(電動作業車両)
10 ベース車両
11 シャシフレーム
11a 車輪
11b 車輪
12 キャブ
13 ハイブリッドバッテリ(バッテリ)
14 PTOシャフト
20 塵芥収集装置(架装物)
21 塵芥収容箱
22 塵芥投入箱
22a 塵芥投入口
22b 扉
22c 操作スイッチ
23 塵芥積込装置
23a 回転板
23b 押込板
23c 油圧モータ
23d 揺動シリンダ
24 PTO装置
25 電動機
26 油圧ポンプ
27 インバータ装置
28 ギヤボックス
29 デフ
30 ハイブリッドコントロールモジュール(制御装置)
31 エンジンコントロールモジュール
32 トランスミッションコントロールモジュール(制御装置)
33 バッテリコントローラ
34 警報装置
35 PTOスイッチ
36 PTOコントローラ
40 PLC(架装側制御装置、制御装置)
40a 信号線
41 CAN通信線
E エンジン
T トランスミッション
C クラッチ

Claims (5)

  1. 走行可能なベース車両と、
    上記ベース車両に搭載された架装物と、
    上記ベース車両に搭載されたエンジンと、
    上記エンジンに駆動されるPTO装置と、
    上記エンジンの動力を上記PTO装置に伝えるトランスミッションと、
    バッテリと、
    上記バッテリの電力により駆動される電動機と、
    上記PTO装置又は上記電動機に駆動される油圧ポンプと、
    制御装置とを備えた電動作業車両において、
    上記制御装置は、
    上記トランスミッションを制御するトランスミッションコントロールモジュールと、
    上記架装物を制御する架装側制御装置と、
    上記PTO装置のオンオフ信号を上記トランスミッションコントロールモジュールに送信するPTOスイッチと、
    上記ベース車両の全体の制御を行うハイブリッドコントロールモジュールとを備え、
    上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能な場合には、上記ハイブリッドコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行い、
    上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合には、上記トランスミッションコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている
    ことを特徴とする電動作業車両。
  2. 請求項1に記載の電動作業車両において、
    上記トランスミッションコントロールモジュールは、上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能か否かを確認し、駆動可能でないと判断した場合に直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている
    ことを特徴とする電動作業車両。
  3. 請求項2に記載の電動作業車両において、
    取り外すことにより上記バッテリの電力線を切り離すサービスプラグをさらに備え、
    上記トランスミッションコントロールモジュールは、上記サービスプラグが取り外された場合に上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でないと判断し、直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている
    ことを特徴とする電動作業車両。
  4. 走行可能なベース車両と、
    上記ベース車両に搭載された架装物と、
    上記ベース車両に搭載されたエンジンと、
    上記エンジンに駆動されるPTO装置と、
    上記エンジンの動力を上記PTO装置に伝えるトランスミッションと、
    バッテリと、
    上記バッテリの電力により駆動される電動機と、
    上記PTO装置又は上記電動機に駆動される油圧ポンプと、
    上記トランスミッションを制御するトランスミッションコントロールモジュールと、
    上記架装物を制御する架装側制御装置と、
    上記PTOのオンオフ信号を上記トランスミッションコントロールモジュールに送信するPTOスイッチと、
    上記ベース車両の全体の制御を行うハイブリッドコントロールモジュールとを備えた電動作業車両の制御方法において、
    上記トランスミッションコントロールモジュールは、上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能か否かを確認し、
    上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能と判断された場合には、上記ハイブリッドコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行い、
    上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でないと判断された場合には、上記トランスミッションコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行う
    ことを特徴とする電動作業車両の制御方法。
  5. 走行可能なベース車両と、
    上記ベース車両に搭載された架装物と、
    上記ベース車両に搭載されたエンジンと、
    上記エンジンに駆動されるPTO装置と、
    上記エンジンの動力を上記PTO装置に伝えるトランスミッションと、
    バッテリと、
    上記バッテリの電力により駆動される電動機と、
    上記PTO装置又は上記電動機に駆動される油圧ポンプとを備えた電動作業車両に設けられる制御装置において、
    上記トランスミッションを制御するトランスミッションコントロールモジュールと、
    上記架装物を制御する架装側制御装置と、
    上記PTO装置のオンオフ信号を上記トランスミッションコントロールモジュールに送信するPTOスイッチと、
    上記ベース車両の全体の制御を行うハイブリッドコントロールモジュールとを備え、
    上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能な場合には、上記ハイブリッドコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行い、
    上記ハイブリッドコントロールモジュールが駆動可能でない場合には、上記トランスミッションコントロールモジュールが直接上記PTO装置のオンオフ制御を行うように構成されている
    ことを特徴とする制御装置。
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