(57)【要約】      （修正有）【課題】電動作業車両の作業機が動作中における、電動モードからＰＴＯモードに切り替えの際、作業者がなるべく中断することなくかつ安全に作業を行えるようにする。【解決手段】車両側制御装置が、エンジンの停止時かつ電動モードにおいて、バッテリの充電率が下限値よりも小さい場合にエンジンを始動し、電動モードからＰＴＯモードに切り替えるエンジン再始動モードを行い、タイマーが計測したエンジン再始動モードを開始してから電動モードからＰＴＯモードに切り換わるまでの切替時間が上限値よりも長い場合に、バッテリから電動モータへの電力供給を停止させる。【選択図】図１
2018020639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
上記エンジンに駆動されるＰＴＯ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又は上記電動機に駆動される油圧ポンプと、
上記油圧ポンプにより駆動される作業機と、
上記ＰＴＯで上記油圧ポンプを駆動するＰＴＯモード又は上記電動機で上記油圧ポンプを駆動する電動モードに切り替える制御装置とを備えた電動作業車両において、
上記電動モードと上記ＰＴＯモードとの間には、上記制御装置により制御されるエンジン再始動モードが設けられ、
上記エンジン再始動モードは、上記エンジンの停止時かつ上記電動モードで上記作業機の動作中において、上記バッテリの充電率が下限値よりも小さい場合に上記エンジンを始動し、上記電動モードから上記ＰＴＯモードに切り替えるように構成されており、
上記制御装置は、上記エンジン再始動モードを開始した後、上記電動モードから上記ＰＴＯモードに切り替わる切替時間を計測するタイマーを備え、該タイマーが計測した切替時間が上限値よりも長い場合に、上記バッテリから上記電動機への電力供給を停止させるように構成されている
ことを特徴とする電動作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載の電動作業車両において、
上記制御装置は、
車両の制御を行う車両側制御装置と、
上記車両に搭載された架装物の制御を行う架装側制御装置とを備えており、
上記架装側制御装置の電源を切ることにより、上記バッテリから上記電動機への電力供給を停止させるように構成されている
ことを特徴とする電動作業車両。
【請求項３】
請求項２に記載の電動作業車両において、
上記ＰＴＯモードにするためのＰＴＯスイッチは、上記ＰＴＯモード又は上記電動モードにかかわらず押圧後に自己復帰するモーメンタリスイッチよりなる
ことを特徴とする電動作業車両。
【請求項４】
エンジンと、
上記エンジンに駆動されるＰＴＯ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又は上記電動機に駆動される油圧ポンプと、
上記油圧ポンプにより駆動される作業機と、
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ＰＴＯで上記油圧ポンプを駆動するＰＴＯモード又は上記電動機で上記油圧ポンプを駆動する電動モードに切り替えるよう構成されるとともに、上記電動モードと上記ＰＴＯモードとの間にエンジン再始動モードを実行するよう構成され、
上記エンジン再始動モードは、上記エンジンの停止時かつ上記電動モードで上記作業機の動作中において、上記バッテリの充電率が下限値よりも小さい場合に上記エンジンを始動し、上記電動モードから上記ＰＴＯモードに切り替えるように構成されており、
上記エンジン再始動モードを開始した後、上記電動モードから上記ＰＴＯモードに切り替わる切替時間を計測するタイマーを備え、該タイマーが計測した切替時間が上限値よりも長い場合に、上記バッテリから上記電動機への電力供給を停止させるように構成されている
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに駆動されるＰＴＯ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及びその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の電動作業車両では、ＰＴＯで油圧ポンプを駆動するＰＴＯモード又は電動機で油圧ポンプを駆動する電動モードに切り替える制御装置を備えることが知られている。
【０００３】
そして、油圧ポンプの電動機駆動状態でバッテリの電池切れや電気系統の故障のために電動モータで正常にポンプ駆動できなくなった場合に作業機が予期せぬ動作をするのを未然に防止するために、例えば、特許文献１では、制御装置が、電動機駆動状態でバッテリの残量が所定下限値よりも低下した場合に、作業機を緊急停止させるようにバルブ装置を作動制御するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２の電動作業車両のように、電動モードにおけるＳＯＣ低下時に自動でエンジンを復帰させてＰＴＯモードに切り替えるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２２１００号公報
【特許文献２】特開２０１３−０６０２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の電動作業車両では、作業機が動作中にバッテリの残量が低下すれば、その度に作業機が停止して作業が中断されるので、作業性に問題がある。
【０００７】
これに対し、特許文献２に記載の電動作業車両では、作業機が動作中に電動モードからＰＴＯモードに自動的に切り替えられるので、通常では作業が中断されることはない。
【０００８】
しかし、電動モードからＰＴＯモードに切り替える際には、ＰＴＯ装置の断接やクラッチの断接があるので切り替え時間が必要となる。故障等の何らかの原因でこの切り替え時間が通常よりも長くなった場合には、油圧ポンプへの駆動力が一時的に断たれることになる。そうすると、動作中の作業機は、作業者にとって一旦停止したように見える一方、切り替え後に急に動き出すため、作業者がその予期せぬ動きにうまく対応できない恐れがある。
【０００９】
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、作業機が動作中における電動モードからＰＴＯモードに切り替えの際、作業者が、なるべく中断することなくかつ安全に作業を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明では、切替時間が上限値よりも長い場合にバッテリから電動機への電力供給を停止させるようにした。
【００１１】
具体的には、第１の発明では、
エンジンと、
上記エンジンに駆動されるＰＴＯ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又は上記電動機に駆動される油圧ポンプと、
上記油圧ポンプにより駆動される作業機と、
上記ＰＴＯで上記油圧ポンプを駆動するＰＴＯモード又は上記電動機で上記油圧ポンプを駆動する電動モードに切り替える制御装置とを備えた電動作業車両を前提とする。また、第４の発明では、その電動作業車両に設けられた制御装置を前提とする。
【００１２】
そして、上記電動モードと上記ＰＴＯモードとの間には、上記制御装置により制御されるエンジン再始動モードが設けられ、
上記エンジン再始動モードは、上記エンジンの停止時かつ上記電動モードで上記作業機の動作中において、上記バッテリの充電率が下限値よりも小さい場合に上記エンジンを始動し、上記電動モードから上記ＰＴＯモードに切り替えるように構成されており、
上記制御装置は、上記エンジン再始動モードを開始した後、上記電動モードから上記ＰＴＯモードに切り替わる切替時間を計測するタイマーを備え、該タイマーが計測した切替時間が上限値よりも長い場合に、上記バッテリから上記電動機への電力供給を停止させるように構成されている。
【００１３】
上記の構成によると、作業機の動作中、バッテリの充電率（ＳＯＣ）が下限値よりも小さい場合に自動でエンジンを始動するので、作業者の手を煩わせない。また何らかの理由で、ＳＯＣが下限値よりも小さいにもかかわらず電動モードからＰＴＯモードに切り替わるまでの時間が上限値よりも長くかかった場合、仮にそのまま作業機を動作させ続けると油圧ポンプへの駆動力が一時的に断たれることによって作業機が一旦停止と急な動き出しとを行う恐れがあり、作業者とって危険になる。その点、上記の構成によると、制御装置が切替時間の長短を判断し、問題のない範囲であれば作業機を動作させ続けることにより作業者の作業中断をなくす一方、問題のある範囲であれば作業機を停止させることで作業者の安全を確保できる。これにより、電動モードからＰＴＯモードへの切り替えの際、作業者が、なるべく作業を中断することなくかつ安全に作業を行うことができる。
【００１４】
なお、電動塵芥車の場合、電動機への電力供給が止まって緊急停止しても、例えば高所作業車とは異なって、塵芥積込装置等が停止するだけで、作業員の安全性は確保される。
【００１５】
第２の発明では、第１の発明において、
上記制御装置は、
車両の制御を行う車両側制御装置と、
上記車両に搭載された架装物の制御を行う架装側制御装置とを備えており、
上記架装側制御装置の電源を切ることにより、上記バッテリから上記電動機への電力供給を停止させるように構成されている。
【００１６】
上記の構成によると、簡単な構成により、確実にバッテリから電動機への電力供給が停止される。
【００１７】
第３の発明では、第２の発明において、
上記ＰＴＯモードにするためのＰＴＯスイッチは、上記ＰＴＯモード又は上記電動モードにかかわらず押圧後に自己復帰するモーメンタリスイッチよりなる。
【００１８】
すなわち、ＰＴＯスイッチが従来のようなオルタネイト式スイッチであると、ＰＴＯスイッチが物理的にオンの状態を保持された状態のまま架装側が停止や駆動を繰り返すので、自動でＰＴＯモードに切り替わった場合などにＰＴＯスイッチの状態と、実際のモードとが一致しない状況が発生し得るが、上記の構成によると、モーメンタリスイッチは、いわゆる跳ね返り式スイッチであり、操作後には押圧前の状態に戻るので、車両側制御装置がモードの切替を行っても、ＰＴＯスイッチと不一致が生じることはない。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン再始動モードを開始した後、電動モードからＰＴＯモードに切り替わる切替時間が上限値よりも長い場合に、バッテリから電動機への電力供給を停止させるようにしたことにより、作業機が動作中における電動モードからＰＴＯモードに切り替えの際、作業者が、なるべく中断することなくかつ安全に作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動塵芥車の動力切替制御を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る電動塵芥収集車を示す側面図である。
【図３】本発明に係る電動塵芥収集車の概略平面図である。
【図４】本発明に係る電動塵芥収集車の一部ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、作業機としての塵芥積込装置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。
【００２６】
塵芥積込装置２３は、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。
【００２７】
図３は、本実施形態に係る電動塵芥車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、ＰＴＯ装置２４にＰＴＯシャフト２８により連結される電動機としての電動モータ２５とを備えている。また、ＰＴＯ装置２４を介して伝達されるエンジンＥの動力及び電動モータ２５の動力の少なくとも一方によって駆動する油圧ポンプ２６が設けられている。油圧ポンプ２６は、電動モータ２５と連結されている。本実施形態のベース車両１０では、電動モータ２５の動力は油圧ポンプ２６のみに利用され、エンジンの動力のみで走行するものとなっている。
【００２８】
図４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、主に塵芥積込装置２３を駆動させるための架装物用バッテリ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、電動モータ２５が所定の回転数で駆動され、それに伴ってこの電動モータ２５と連結された油圧ポンプ２６が駆動される。油圧ポンプ２６の高圧油は、アキュムレータ４１及び制御バルブ４２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４３に戻され、サンクションフィルタ４４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。なお、電動モータ２５は、図示しないが、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。
【００２９】
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。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２８、電動モータ２５を介して油圧ポンプ２６に伝達される。エンジンＥの動力を油圧ポンプ２６に伝達するときは、基本的に電動モータ２５はＰＴＯシャフト２８の回転に伴って空回りする。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）４０を介して車輪１１ｂに伝達される。
【００３０】
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２４を介して直接駆動されるＰＴＯモードと、主にバッテリ１３の電力により駆動される電動モータ２５からの動力で駆動される電動モードと、エンジンＥ及び電動モータ２５の両方からの動力で駆動される同時モードとで切替可能となっている。さらに、電動モードとＰＴＯモードとの間には、エンジン再始動モードが設けられている。
【００３１】
図４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の制御を行う車両側制御装置３０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）３１とを備えている。
【００３２】
車両側制御装置３０は、エンジン制御やエアコン制御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し、車両側制御装置３０は、ＰＴＯ装置２４で油圧ポンプ２６を駆動するＰＴＯモード、電動モータ２５で油圧ポンプ２６を駆動する電動モード又はエンジン再始動モードに切替制御可能となっている。
【００３３】
つまり、車両側制御装置３０は、エンジンＥの停止時かつ電動モードにおいて、バッテリ１３の充電率が下限値よりも小さい場合にエンジンＥを始動し、電動モードからＰＴＯモードに切り替えるエンジン再始動モードを行うように構成されている。
【００３４】
また、車両側制御装置３０は、エンジン再始動モードを開始した後、電動モードからＰＴＯモードに切り替わる切替時間を計測するタイマー３３を有し、そのタイマー３３が計測した切り替え時間が上限値よりも長い場合に、バッテリ１３から電動モータ２５への電力供給を停止させるように構成されている。本実施形態では、ＰＬＣ３１の電源を切ることにより、バッテリ１３から電動モータ２５への電力供給を停止させるように構成されている。なお、本実施形態におけるＰＬＣ３１の電源はバッテリ１３ではなく、ベース車両１０の補機駆動用に別途設けられている補機バッテリ（図示省略）である。
【００３５】
そして、ＰＴＯモードにするためのＰＴＯスイッチ３２は、ＰＴＯモード又は電動モードにかかわらず押圧後に自己復帰するモーメンタリスイッチよりなる。ＰＴＯスイッチ３２は、例えば、図３に示すように、キャブ１２内に設けられている。
【００３６】
以上のように構成することにより、バッテリ１３の充電率（ＳＯＣ）が下限値よりも小さい場合に自動でエンジンＥを始動するので、作業者の手を煩わせない。何らかの理由で、ＳＯＣが下限値よりも小さいにもかかわらず電動モードからＰＴＯモードに切り替わるまでの時間が上限値よりも長くかかった場合、バッテリ１３の電池切れが発生してしまう恐れがあるが、本実施形態では、強制的に電動モータ２５への電力供給をストップするので、確実に電池切れを防止できる。なお、電動塵芥車１の場合、電動モータ２５への電力供給が止まって緊急停止しても、高所作業車などのように作業員が乗るものとは異なって、塵芥積込装置２３等が予期可能なタイミングで停止するだけなので、作業員の安全性は確保される。
【００３７】
また、ＰＴＯスイッチ３２が従来のようなオルタネイト式スイッチであると、ＰＴＯスイッチ３２が物理的にオンの状態を保持された状態のまま架装側が停止や駆動を繰り返すので、自動でＰＴＯモードに切り替わった場合などにＰＴＯスイッチ３２の状態と、実際のモードとが一致しない状況が発生し得るという問題がある。
【００３８】
しかし、本実施形態では、ＰＴＯスイッチ３２が、いわゆる跳ね返り式スイッチであるモーメンタリスイッチなので、操作後には押圧前の状態に戻り、車両側制御装置がモードの切替を行っても、ＰＴＯスイッチ３２と不一致が生じることはない。
【００３９】
次に、本実施形態に係る電動塵芥車の作動について説明する。
【００４０】
図１に示すように、まずステップＳ０１において、例えば、作業者がコントローラを操作してエンジンＥを停止し、ステップＳ０２において、電動モードとする。
【００４１】
次いで、ステップＳ０３において、車両側制御装置３０は、充電率（ＳＯＣ）がＡ％以上かを判定する。Ａ％以上であれば、ステップＳ０４に進み、架装側へバッテリ１３から電源を供給し、再びＳ０２に戻って電動モードを維持する。
【００４２】
逆にＳＯＣがＡ％よりも小さければ、バッテリ１３の充電が不充分であるので、ステップＳ０５へ進む。なお、Ａの値は特に限定されず、例えば１０〜３０％とすればよい。
【００４３】
ステップＳ０５では、車両側制御装置３０は、自動でエンジンＥを始動すると共に、タイマーで計測を開始し、モード切替時間の計測を開始する。
【００４４】
次いで、ステップＳ０６において、車両側制御装置３０は、ＰＴＯモードに切り替え、タイマーの計測を終了した後、ステップＳ０７において、切替時間がＴ秒よりも短いかを判定する。Ｔ秒よりも短ければ、異常がないので、ステップＳ０８に進み、ＰＴＯモードで架装側の駆動を継続する。なお判断基準とする切替時間の長さは、Ｔ秒よりも短くてもよいし、Ｔ秒よりも長くてもよい。
【００４５】
逆にＴ秒以上の長さであれば、車両側制御装置３０は、何らかの異常があると判断し、ステップＳ０９において、架装側電源の供給を停止する。具体的には、バッテリ１３又は図示しない車載バッテリ、発電機等からのＰＬＣ３１への電力供給をストップする。これにより、揺動シリンダ２３ｄや油圧モータ２３ｃの駆動が停止され、塵芥積込装置２３の動作が停止する。なお、Ｔの値は特に限定されず、例えば０．５〜２秒とすればよい。
【００４６】
そして、ステップＳ１０において、バッテリ１３の充電作業やその他の異常を解消させた後、ステップＳ１１において、再び架装側電源の供給を開始する。具体的には、バッテリ１３等からＰＬＣ３１への電力の供給を再開する。次いで、ステップＳ１２において、油圧モータ２３ｃ等による架装側への入力を待ち、入力があれば、塵芥積込装置２３等の作動が再開される。このため、従来のように動作中の塵芥積込装置２３が一旦停止とその後の急な動き出しをすることはないので、作業者がその予期せぬ動きにうまく対応できないという問題は発生しない。
【００４７】
したがって、本実施形態に係る電動塵芥車１によると、塵芥積込装置２３が動作中における電動モードからＰＴＯモードに切り替えの際、作業者が、なるべく中断することなくかつ安全に作業を行うことができる。
【００４８】
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。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、塵芥積込装置２３は、回転式のものとしたが、いわゆるプレス式や遊星歯車式でもよい。
【００５０】
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、電動機に駆動される油圧ポンプによって発生した油圧で作業を行う作業車両であれば本発明の適用が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
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      バッテリ
２０      塵芥収集装置
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（作業機）
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      電動モータ
２６      油圧ポンプ
２７      インバータ装置
２８      ＰＴＯシャフト
３０      車両側制御装置（制御装置）
３１      ＰＬＣ（架装側制御装置（制御装置））
３２      ＰＴＯスイッチ
４１      アキュムレータ
４２      制御バルブ
４３      作動油タンク
４４      サンクションフィルタ
Ｃ      クラッチ
Ｅ      エンジン
Ｔ      トランスミッション
【図１】
2018020639.tif 000003
【図２】
2018020639.tif 000004
【図３】
2018020639.tif 000005
【図４】
2018020639.tif 000006