(57)【要約】【課題】ミキサドラムの回転速度を精度良く制御可能なミキサドラムの制御装置を提供すること。【解決手段】ミキサドラム２の動力源としての走行用エンジン３の動作を制御するエンジン用コントローラ１００と、ミキサドラム２が目標回転状態となるように、ミキサ車１の架台１ａに搭載された駆動装置５，６の動作を制御するミキサ用コントローラ１０１とを備え、エンジン用コントローラ１００とミキサ用コントローラ１０１は互いに異なる位置にアースされ、ミキサ用コントローラ１０１は、ミキサ用コントローラ１０１の動作状態を維持するために電力を供給する電源回路５０と、エンジン用コントローラ１００に制御信号を出力する制御信号出力回路５２と、制御信号出力回路５２と電源回路５０とを電気的に絶縁する絶縁回路５３とを備え、制御信号出力回路５２は、エンジン用コントローラ１００の電源回路６０から供給される電力によって駆動する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミキサ車の架台に搭載されたミキサドラムの駆動を制御するミキサドラムの制御装置であって、
前記ミキサドラムの動力源としての走行用エンジンの動作を制御するエンジン用コントローラと、
前記ミキサドラムが目標回転状態となるように、ミキサ車の架台に搭載された駆動装置の動作を制御するミキサ用コントローラと、を備え、
前記エンジン用コントローラと前記ミキサ用コントローラは、互いに異なる位置にアースされ、
前記ミキサ用コントローラは、
当該ミキサ用コントローラの動作状態を維持するために電力を供給する電源回路と、
前記エンジン用コントローラに制御信号を出力する制御信号出力回路と、
前記制御信号出力回路と前記電源回路とを電気的に絶縁する絶縁回路と、を備え、
前記エンジン用コントローラは、当該エンジン用コントローラの動作状態を維持するために電力を供給する電源回路を備え、
前記ミキサ用コントローラの前記制御信号出力回路は、前記エンジン用コントローラの前記電源回路から供給される電力によって駆動することを特徴とするミキサドラムの制御装置。
【請求項２】
前記絶縁回路は、前記ミキサ用コントローラの前記制御回路と前記制御信号出力回路とをフォトカプラにて接続することによって、前記制御信号出力回路と前記電源回路とを電気的に絶縁することを特徴とする請求項１に記載のミキサドラムの制御装置。
【請求項３】
前記制御信号出力回路が出力する前記制御信号は、前記走行用エンジンの回転速度を制御するための燃料供給量指令信号であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のミキサドラムの制御装置。
【請求項４】
前記ミキサ用コントローラは、ミキサ車の前記架台に搭載されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のミキサドラムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミキサ車に搭載されたミキサドラムの駆動を制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ミキサドラム駆動系統の動作を自動制御するミキサドラム駆動制御装置が開示されている。特許文献１に記載のミキサドラム駆動制御装置では、走行用エンジンの回転数はエンジン用コントローラからミキサ用コントローラに入力され、ミキサ用コントローラでは、その入力されたエンジン回転数に応じてミキサドラムが目標回転速度となるように油圧ポンプ及び油圧モータの動作を制御している。また、ミキサ用コントローラでは、ミキサドラムの回転速度が目標回転速度と一致するようにエンジン回転速度を演算して、その演算結果に基づいてエンジンのスロットル開度指令をエンジン用コントローラへと出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７２６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ミキサ用コントローラ及びエンジン用コントローラは、それぞれ異なる位置にアースされるため、両者間に電位差が生じることがある。この電位差によって、ミキサ用コントローラからエンジン用コントローラへと出力されるスロットル開度指令にはノイズが生じてしまう。スロットル開度指令にノイズが生じると、エンジンの回転速度の制御が安定せず、結果的にミキサドラムの回転速度も目標回転速度からずれてしまう。このように、ミキサ用コントローラとエンジン用コントローラとの間に電位差が生じると、ミキサドラムの回転速度を精度良く制御することが困難となる。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ミキサドラムの回転速度を精度良く制御可能なミキサドラムの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ミキサ車の架台に搭載されたミキサドラムの駆動を制御するミキサドラムの制御装置であって、前記ミキサドラムの動力源としての走行用エンジンの動作を制御するエンジン用コントローラと、前記ミキサドラムが目標回転状態となるように、ミキサ車の架台に搭載された駆動装置の動作を制御するミキサ用コントローラと、を備え、前記エンジン用コントローラと前記ミキサ用コントローラは、互いに異なる位置にアースされ、前記ミキサ用コントローラは、当該ミキサ用コントローラの動作状態を維持するために電力を供給する電源回路と、前記エンジン用コントローラに制御信号を出力する制御信号出力回路と、前記制御信号出力回路と前記電源回路とを電気的に絶縁する絶縁回路と、を備え、前記エンジン用コントローラは、当該エンジン用コントローラの動作状態を維持するために電力を供給する電源回路を備え、前記ミキサ用コントローラの前記制御信号出力回路は、前記エンジン用コントローラの前記電源回路から供給される電力によって駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジン用コントローラに制御信号を出力するミキサ用コントローラの制御信号出力回路は、絶縁回路によってミキサ用コントローラの電源回路と絶縁され、エンジン用コントローラの電源回路から供給される電力によって駆動するため、制御信号出力回路とエンジン用コントローラとの間に電位差が無くなる。したがって、制御信号出力回路からエンジン用コントローラに出力される制御信号にノイズが生じることが防止され、ミキサドラムの回転速度を精度良く制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るミキサドラムの制御装置が搭載されるミキサ車の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るミキサドラムの制御装置が搭載されるミキサ車のシステム構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るミキサドラムの制御装置のブロック線図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るミキサドラムの制御装置におけるミキサ用コントローラの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るミキサドラムの制御装置について説明する。
【００１０】
まず、図１及び図２を参照して、制御装置が搭載されるミキサ車１について説明する。
【００１１】
ミキサ車１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」と称する。）を架台１ａに回転可能に搭載されたミキサドラム（以下、「ドラム」と称する。）２にて運搬するものである。
【００１２】
ドラム２は、ミキサ車１のキャビン１ｂに搭載された走行用エンジン３を動力源として駆動し、架台１ａに搭載された可変容量型油圧ポンプ５及び可変容量型油圧モータ６にて正逆転及び増減速する。なお、以下では、可変容量型油圧ポンプ及び可変容量型油圧モータを、それぞれ「油圧ポンプ」及び「油圧モータ」と称する。この油圧ポンプ及び油圧モータが、特許請求の範囲の駆動装置に該当する。
【００１３】
走行用エンジン３のクランクシャフトの回転運動は、伝達機構８を介して油圧ポンプ５に伝達される。伝達機構８は、走行用エンジン３から動力を常時取り出すための動力取り出し機構９と、動力取り出し機構９と油圧ポンプ５とを連結するドライブシャフト４とからなる。動力取り出し機構９は、フライホイールを通じて走行用エンジン３の動力を常時取り出す。このように、油圧ポンプ５は、動力取り出し機構９及びドライブシャフト４を通じて走行用エンジン３から常時取り出される動力によって回転駆動する。
【００１４】
油圧ポンプ５から吐出された作動油は油圧モータ６に供給され、油圧モータ６が回転する。油圧モータ６には減速機７を介してドラム２が連結され、ドラム２は油圧モータ６の回転に伴って回転する。
【００１５】
ミキサ車１には、走行用エンジン３、油圧ポンプ５、及び油圧モータ６の動作を制御して、ドラム２の駆動を制御する制御装置が搭載される。制御装置は、走行用エンジンの動作を制御するエンジン用コントローラ１００と、油圧ポンプ５及び油圧モータ６の動作を制御するミキサ用コントローラ１０１とを備える。エンジン用コントローラ１００は、ミキサ車１のキャビン１ｂに搭載される。また、ミキサ用コントローラ１０１は、ミキサ車１の架台１ａに搭載される。具体記には、油圧ポンプ５の近傍に配置される。エンジン用コントローラ１００とミキサ用コントローラ１０１とは相互に信号を送受信する。
【００１６】
油圧ポンプ５は、容量が可変な斜板型アキシャルピストンポンプであり、ミキサ用コントローラ１０１からの指令信号を受信してポンプの傾転角を正転方向又は逆転方向に切り換えると共に、その傾転角を調整する電磁弁を備え、その電磁弁によって吐出方向と吐出容量が調整される。油圧ポンプ５によってドラム２が正転運転される時には、ドラム２内の生コンが攪拌され、また、ドラム２が逆転運転される時には、ドラム２内の生コンが外部へと排出される。
【００１７】
油圧モータ６は、容量が可変な斜板型アキシャルピストンポンプであり、油圧ポンプ５から吐出される作動油の供給を受けて回転駆動する。油圧モータ６は、ミキサ用コントローラ１０１からの指令信号を受信してモータの傾転角を調整する電磁弁を備え、その電磁弁によって高速回転用の少容量と通常回転用の大容量との２段階に容量が切り換えられる。
【００１８】
次に、図２を参照して、ミキサ車１のシステム構成について説明する。
【００１９】
図２に示すように、ミキサ用コントローラ１０１には、ミキサ車１に搭載されたメインバッテリ２３が接続される。ミキサ用コントローラ１０１には電源リレー２１が設けられ、電源リレー２１が動作してオンとなることによって、メインバッテリ２３からミキサ用コントローラ１０１に電力が供給されてミキサ用コントローラ１０１が駆動する。
【００２０】
電源リレー２１は、走行用エンジン３が始動した際に起動するイグニッション電源からの出力電圧が印加されることによって動作してオンとなる。これにより、走行用エンジン３が掛かっている状態では、ミキサ用コントローラ１０１はドラム２の制御を行うことが可能となる。
【００２１】
キャビン１ｂ内には、パーキングブレーキ３１、ドラム２を操作するための操作装置３２、及びエンジン用コントローラ１００等が配置される。エンジン用コントローラ１００も、ミキサ用コントローラ１０１と同様に、メインバッテリ２３から供給される電力によって駆動する。
【００２２】
パーキングブレーキ３１には、パーキングブレーキ３１のレバー位置を検出する検出器が設けられる。パーキングブレーキ３１がかけられている場合には、検出器から停車信号がミキサ用コントローラ１０１へと出力される。
【００２３】
操作装置３２には、ドラム２の回転方向及び回転数を切り換えるためのつまみ型の操作スイッチ３２ａと、ドラム２の回転を非常停止させるための停止スイッチ３２ｂと、ドラム２を自動的に攪拌回転させるための自動攪拌スイッチ３２ｃとが設けられる。運転者が各スイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを操作することに基づいて、操作装置３２からミキサ用コントローラ１０１に対して指令信号が出力される。ミキサ用コントローラ１０１は、その指令信号に基づいて、ドラム２の目標回転状態、具体的には回転方向と回転数を決定する。
【００２４】
エンジン用コントローラ１００には、ドラム２の目標回転状態に応じてミキサ用コントローラ１０１から燃料供給量指令信号としてのガバナ制御信号が出力される。このように、ミキサ用コントローラ１０１は、エンジン用コントローラ１００に制御信号を出力する。エンジン用コントローラ１００は、入力されたガバナ制御信号に基づいて、走行用エンジン３のガバナ開度を調整してエンジン回転数を制御する。また、エンジン用コントローラ１００からミキサ用コントローラ１０１には、車両の車速信号が入力される。
【００２５】
走行用エンジン３は、動力取り出し機構９及びドライブシャフト４を介して油圧ポンプ５に連結される。ドライブシャフト４の回転に伴い、ミキサ用コントローラ１０１にはセンサ４６からドライブシャフト４の回転数を示す回転数信号が出力される。
【００２６】
ドライブシャフト４は、動力取り出し機構９を介して走行用エンジン３に接続されているため、ドライブシャフト４の回転数は走行用エンジン３の回転数と一致する。したがって、ミキサ用コントローラ１０１は、センサ４６から入力される回転数信号によって、走行用エンジン３の回転数を演算することができる。
【００２７】
ミキサ用コントローラ１０１は、演算した走行用エンジン３の回転数に応じて、ドラム２の回転方向及び回転数が目標回転状態となるように油圧ポンプ５及び油圧モータ６の動作を制御する。具体的には、ミキサ用コントローラ１０１は、ドラム２の回転方向及び回転数が目標回転状態となるように、油圧ポンプ５の吐出方向と吐出容量を演算すると共に油圧モータ６の容量を演算し、油圧ポンプ５及び油圧モータ６のそれぞれに制御信号及び２速切換信号を出力する。なお、ミキサ用コントローラ１０１には、油圧ポンプ５からセンサを通じて負荷圧力信号が入力されると共に、油圧モータ６からセンサを通じて回転方向信号と回転数信号が入力され、ミキサ用コントローラ１０１は、これらの入力信号に基づいて油圧ポンプ５及び油圧モータ６の動作を制御する。
【００２８】
ミキサ車１後部の３か所には、ミキサ車１の外部にてドラム２の操作を可能とするための後部操作装置３８が設けられる。後部操作装置３８には、操作装置３２と同様に、ドラム２の回転方向及び回転数を切り換えるためのつまみ型の操作スイッチ３８ａと、ドラム２の回転を非常停止させるための停止スイッチ３８ｂとが設けられる。運転者が各後部操作装置３８を操作することに基づいて、各後部操作装置３８からミキサ用コントローラ１０１に対して指令信号が出力される。
【００２９】
また、ミキサ車１には、ミキサ車１の外部にてドラム２内部の自動洗浄、及び生コンの混練操作を可能とするための自動洗浄・混練操作装置３９が配置される。
【００３０】
また、ミキサ用コントローラ１０１には、無線コントローラ受信機、通信用パソコン、及び通信モジュールを接続可能とする接続コネクタ４０が設けられる。
【００３１】
ドラム２の動作について説明すると、自動攪拌スイッチ３２ｃがオンである場合において、パーキングブレーキ３１からの停車信号がなく、車速が所定速度以上である場合には、ミキサ用コントローラ１０１は、車両が走行中であると判定し、生コンの排出を防止すると共に生コンの品質を保つため、ドラム２を自動的に攪拌回転させる。これに対して、自動攪拌スイッチ３２ｃがオフである場合には、ミキサ用コントローラ１０１は、車両が走行中であっても、ドラム２内の生コンを外部へと排出できるように、操作装置３２を操作してドラム２を逆回転させることを可能とする。また、パーキングブレーキ３１から停車信号が出力されている場合も、ミキサ用コントローラ１０１は、ドラム２内の生コンを外部へと排出できるように、操作装置３２を操作してドラム２を逆回転させることを可能とする。
【００３２】
次に、図３及び図４を参照して、エンジン用コントローラ１００及びミキサ用コントローラ１０１について説明する。なお、図３及び図４において、制御信号の流れは点線にて示し、電力の流れは実線にて示す。
【００３３】
図３に示すように、ミキサ用コントローラ１０１は、ミキサ用コントローラ１０１の動作状態を維持するために電力を供給する電源回路５０と、各種センサから入力される信号に基づいて油圧ポンプ５及び油圧モータ６の動作を制御する制御回路５１と、制御回路５１にて演算された制御信号であるガバナ制御信号をエンジン用コントローラ１００に出力する制御信号出力回路５２と、制御回路５１からのガバナ制御信号を制御信号出力回路５２に出力すると共に、電源回路５０と制御信号出力回路５２とを電気的に絶縁する絶縁回路５３とを備える。電源回路５０は、制御回路５１及び絶縁回路５３の１次側に電力を供給する。
【００３４】
エンジン用コントローラ１００は、エンジン用コントローラ１００の動作状態を維持するために電力を供給する電源回路６０と、各種センサから入力される信号に基づいて走行用エンジン３の動作を制御する制御回路６１と、ミキサ用コントローラ１０１から出力されるガバナ制御信号が入力される制御信号入力回路６２とを備える。電源回路６０は、制御回路６１及び制御信号入力回路６２に電力を供給すると共に、ミキサ用コントローラ１０１の制御信号出力回路５２及び絶縁回路５３の２次側にも電力を供給する。
【００３５】
ミキサ用コントローラ１０１及びエンジン用コントローラ１００の電源回路５０，６０は、双方ともメインバッテリ２３から供給される電力によって駆動する。
【００３６】
ミキサ用コントローラ１０１は、架台１ａに搭載されるため、架台１ａにアースされる。また、エンジン用コントローラ１００は、キャビン１ｂに搭載されるため、キャビン１ｂにアースされる。このように、ミキサ用コントローラ１０１及びエンジン用コントローラ１００は、双方ともミキサ車１の車体にアースされるが、互いに異なる位置にアースされることになる。なお、エンジン用コントローラ１００が走行用エンジン３に搭載される場合には、エンジン用コントローラ１００は走行用エンジン３にアースされる。
【００３７】
次に、図４を参照して、ミキサ用コントローラ１０１について詳しく説明する。
【００３８】
制御回路５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを備えるマイコンにて構成される。制御回路５１は、油圧ポンプ５から入力される負荷圧力信号、油圧モータ６から入力される回転方向信号と回転数信号、及びセンサ４６から入力される回転数信号に基づいて、ガバナ制御信号を演算して制御信号出力回路５２に出力する。
【００３９】
制御信号出力回路５２は、制御回路５１からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器５２ａと、Ｄ／Ａ変換器５２ａからの信号を増幅してエンジン用コントローラ１００の制御信号入力回路６２に出力するアンプ５２ｂとを備える。
【００４０】
制御回路５１から出力されるガバナ制御信号は、絶縁回路５３を通じて制御信号出力回路５２のＤ／Ａ変換器５２ａへと出力される。
【００４１】
絶縁回路５３は、フォトカプラ７１と抵抗器７２とによって構成され、電源回路５０と制御信号出力回路５２とを電気的に絶縁するため、制御回路５１と制御信号出力回路５２とをフォトカプラ７１によって接続するものである。制御回路５１から出力されるガバナ制御信号は、フォトカプラ７１を介して制御信号出力回路５２のＤ／Ａ変換器５２ａへと入力される。フォトカプラ７１は、入力された電気信号を光信号に変化して伝達するものであり、発光素子７１ａと受光素子７１ｂを有する。
【００４２】
絶縁回路５３の１次側であるフォトカプラ７１の発光素子７１ａには、ミキサ用コントローラ１０１の電源回路５０から電力が供給され、絶縁回路５３の２次側であるフォトカプラ７１の受光素子７１ｂには、エンジン用コントローラ１００の電源回路６０からの電力が抵抗器７２を介して供給される。このように、絶縁回路５３の１次側の基準電圧はミキサ用コントローラ１０１のアースとなり、絶縁回路５３の２次側の基準電圧はエンジン用コントローラ１００のアースとなる。
【００４３】
絶縁回路５３によって、ミキサ用コントローラ１０１の電源回路５０と制御信号出力回路５２とは電気的に絶縁された状態となり、制御信号出力回路５２は、エンジン用コントローラ１００の電源回路６０から供給される電力によって駆動する。つまり、制御信号出力回路５２は、絶縁回路５３によって、ミキサ用コントローラ１０１と電気的に切り離された状態となる。
【００４４】
制御信号出力回路５２とミキサ用コントローラ１０１とが電気的に切り離されることによって、制御信号出力回路５２とエンジン用コントローラ１００との間には電位差が無くなる。したがって、制御信号出力回路５２からエンジン用コントローラ１００に出力される制御信号であるガバナ制御信号にノイズが生じることがない。これにより、走行用エンジン３の回転数を安定して制御することができ、ドラム２の回転数を目標回転数に精度良く制御することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、フォトカプラ７１を用いてミキサ用コントローラ１０１と制御信号出力回路５２とを絶縁するようにしたが、トランスやその他の絶縁部品を用いて絶縁するようにしてもよい。しかし、フォトカプラ７１はトランスやその他の絶縁部品と比較して消費電力が小さいため、フォトカプラ７１を用いるのが望ましい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、走行用エンジン３がディーゼルエンジンである場合について示したが、走行用エンジン３がガソリンエンジンである場合には、制御信号出力回路５２からエンジン用コントローラ１００に出力される制御信号である燃料供給量指令信号は、スロットル開度指令信号となる。
【００４７】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００４８】
エンジン用コントローラ１００はミキサ車１のキャビン１ｂに搭載されるのに対して、ミキサ用コントローラ１０１はミキサ車１の架台１ａに搭載されるため、エンジン用コントローラ１００及びミキサ用コントローラ１０１は、車体の離れた位置にアースされることになる。そのため、エンジン用コントローラ１００とミキサ用コントローラ１０１との間に電位差が生じることがある。
【００４９】
しかし、エンジン用コントローラ１００に制御信号を出力するミキサ用コントローラ１０１の制御信号出力回路５２は、絶縁回路５３によってミキサ用コントローラ１０１の電源回路５０と絶縁され、エンジン用コントローラ１００の電源回路６０から供給される電力によって駆動するため、制御信号出力回路５２とエンジン用コントローラ１００との間に電位差が無くなる。したがって、制御信号出力回路５２からエンジン用コントローラ１００に出力される制御信号にノイズが生じることが防止され、ドラム２の回転数を精度良く制御することが可能となる。
【００５０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５１】
例えば、上記実施の形態では、ミキサ用コントローラ１０１は架台１ａに搭載されると説明した。しかし、ミキサ用コントローラ１０１をキャビン１ｂに配置するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、ミキサ車に搭載されたミキサドラの駆動を制御する制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  ミキサ車
１ａ  架台
１ｂ  キャビン
２    ドラム
３    走行用エンジン
５    可変容量型油圧ポンプ
６    可変容量型油圧モータ
２３    メインバッテリ
５０    電源回路
５１    制御回路
５２    制御信号出力回路
５３    絶縁回路
６０    電源回路
６１    制御回路
６２    制御信号入力回路
７１    フォトカプラ
１００  エンジン用コントローラ
１０１  ミキサ用コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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