(57)【要約】【課題】軽量化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる車両の架装設備駆動用の動力伝達機構、この車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法を提供する。【解決手段】エンジン１０の動力の入力軸１１６に、上流側より順に、第１のクラッチ１１７、モータージェネレーター１１１、第２のクラッチ１１８、駆動装置１１０を、各々の装置がエンジン１０の動力の入力軸１１６と同軸上になるように配設して構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと架装設備を駆動する駆動装置との間に備えられた車両の架装設備駆動用の動力伝達機構において、
前記エンジン側から順に、第１のクラッチ、モータージェネレーター、第２のクラッチを同軸上に備え、前記エンジンの動力を前記駆動装置へ伝達するように構成されていることを特徴とする車両の架装設備駆動用の動力伝達機構。
【請求項２】
前記架装設備の駆動制御を行う制御装置を備えるとともに、
該制御装置が、
前記車両の停車中で、かつ、前記架装設備の駆動要求信号が入力された場合に、前記モータージェネレーターに接続するバッテリーの充電量に基づいて、前記エンジンの動力または前記モータージェネレーターの動力の一方又は両方を選択して前記駆動装置に伝達して、前記架装設備を駆動するとともに、
前記エンジンの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方のクラッチを接状態にする制御を行い、前記モータージェネレーターの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチを断状態に、前記第２のクラッチを接状態にする制御を行うように構成されている車両の架装設備制御システム。
【請求項３】
前記制御装置が
前記バッテリーの充電量が予め設定された設定充電量以下である場合で、前記車両を前記エンジンの動力により前記モータージェネレーターで発電するか、または、前記車両の回生エネルギーにより前記モータージェネレーターで発電するときには、前記第１のクラッチを接状態に、前記第２のクラッチを断状態にする制御を行うように構成されている請求項２に記載の車両の架装設備制御システム。
【請求項４】
エンジンの動力で架装設備を駆動する駆動装置を作動する車両の架装設備制御方法において、
エンジンの動力を同軸上の第１のクラッチ、モータージェネレーター、第２のクラッチを介して架装設備を駆動する駆動装置に伝達して、エンジンの動力で前記架装設備を駆動するとともに、前記モータージェネレーターに接続するバッテリーの充電量に基づいて、前記エンジンの動力または前記モータージェネレーターの動力の一方又は両方を選択して前記駆動装置に伝達して、前記架装設備を駆動し、
前記エンジンの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方のクラッチを接状態にし、前記モータージェネレーターの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチを断状態に、前記第２のクラッチを接状態にすることを特徴とする車両の架装設備制御方法。
【請求項５】
前記バッテリーの充電量が予め設定された設定充電量以下である場合で、前記車両を前記エンジンの動力により前記モータージェネレーターで発電するか、または、前記車両の回生エネルギーにより前記モータージェネレーターで発電するときには、前記第１のクラッチを接状態に、前記第２のクラッチを断状態にすることを特徴とする請求項４に記載の車両の架装設備制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと、モータージェネレーターと、前記エンジンの動力または前記モータージェネレーターの動力で架装設備を駆動する駆動装置と、を備えた車両の架装設備駆動用の動力伝達機構、この車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等のエンジン（内燃機関）が搭載される車両のなかには、車両の停車時に駆動する架装設備（例えば、塵芥車両の場合はパッカー装置）を備える車両がある。この架装設備を備えた車両において、従来技術では、車両を停車して架装設備を駆動するときに、エンジンの動力を、トランスミッションに接続するＰＴＯ軸を介して、このＰＴＯ軸の他端側に接続される架装設備駆動用の駆動装置に伝達することで、架装設備を駆動させていた。
【０００３】
これに関連して、塵芥積み込み装置を駆動する油圧機器に圧油を供給する走行用エンジンの駆動力を取り出しＰＴＯ装置で駆動する塵芥収集車において、塵芥積込装置の作用する負荷の値が所定の値を超えた場合に、走行用エンジンの動力に電気モーターの動力を付加させることで、走行用エンジンの回転数の増加を回避しつつ、大きな負荷に抗して塵芥積込装置を駆動することができる塵芥収集車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、本発明者らは、塵芥車両のゴミ収集過程や配送車両の配送過程等、車両が予め設定された走行経路を走行する過程で、架装設備の駆動に必要となるエンジンの燃料消費量が、この走行経路を走行するために必要となるエンジンの燃料消費量と比較して、必ずしも少なくない量であることを発見した。特に、塵芥車両のパッカー装置を架装設備とする場合には、この傾向は顕著である。
【０００５】
そこで、本発明者らは、架装設備を駆動するためのモータージェネレーターを備えた車両を開発した。より詳細には、図２及び図３に示すように、エンジン１０の動力及びモータージェネレーター１１１の動力のいずれか一方の動力を動力伝達機構１１４を介して駆動装置１１０に伝達し、この駆動装置１１０により架装設備１１５を駆動するように構成された車両を開発した。
【０００６】
この車両では、車両の停車時における架装設備１１５の駆動を、モータージェネレーター１１１にインバーター１１２を介して接続するバッテリー１１３の充電量（ＳＯＣ）に応じて、エンジン１０の動力またはモータージェネレーター１１１の動力のいずれか一方により行うので、架装設備１１５の駆動に必要であったエンジン１０の燃料消費量を従来技術と比較して低減することができる。また、この車両では、バッテリー１１３の充電量が少ないときには、エンジン１０の動力により架装設備１１５を駆動するとともに、モータージェネレーター１１１を発電させてバッテリー１１３を充電している。
【０００７】
しかしながら、本発明者らが提案するこの車両に備わる動力伝達機構１１４は、図２及び図３に示すように、エンジン１０の動力の入力軸（ＰＴＯ軸）１１６にモータージェネレーター１１１と駆動装置１１０とが並列に接続されている構成としているので、この構成に起因して、エンジン１０、モータージェネレーター１１１及び駆動装置１１０の間で動力を伝達するための部品（ギヤ、チェーン等。図３では、ドライブギヤ１１４ａ、アイドルギヤ１１４ｂ、ドリブンギヤ１１４ｃ）が必要となる。これらの動力伝達用の部品１１４ａ〜１１４ｃを動力伝達機構１１４に配設するため、動力伝達機構１１４が大型化してスペースをとる、車両全体の重量が大きくなる、高コストとなるといった課題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−４１６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、エンジンの動力またはモータージェネレーターの動力の一方又は両方を選択して、架装設備駆動用の駆動装置に確実に伝達する動力伝達機能を確保しつつ、発明者らの先行技術のように、エンジンの動力の入力軸にモータージェネレーター及び駆動装置を並列に接続している構成に起因して配設していた動力伝達用の部品（ギヤ、チェーン等）を削除することにより、軽量化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる車両の架装設備駆動用の動力伝達機構、この車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構は、エンジンと架装設備を駆動する駆動装置との間に備えられた車両の架装設備駆動用の動力伝達機構において、前記エンジン側から順に、第１のクラッチ、モータージェネレーター、第２のクラッチを同軸上に備え、前記エンジンの動力を前記駆動装置へ伝達するように構成されている。
【００１１】
また、上記の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた本発明の車両の架装設備制御システムは、前記架装設備の駆動制御を行う制御装置を備えるとともに、該制御装置が、前記車両の停車中で、かつ、前記架装設備の駆動要求信号が入力された場合に、前記モータージェネレーターに接続するバッテリーの充電量に基づいて、前記エンジンの動力または前記モータージェネレーターの動力の一方又は両方を選択して前記駆動装置に伝達して、前記架装設備を駆動するとともに、前記エンジンの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方のクラッチを接状態にする制御を行い、前記モータージェネレーターの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチを断状態に、前記第２のクラッチを接状態にする制御を行うように構成されている。
【００１２】
また、上記の車両の架装設備制御システムにおいて、前記制御装置が、前記バッテリーの充電量が予め設定された設定充電量以下である場合で、前記車両を前記エンジンの動力により前記モータージェネレーターで発電するか、または、前記車両の回生エネルギーにより前記モータージェネレーターで発電するときには、前記第１のクラッチを接状態に、前記第２のクラッチを断状態にする制御を行うように構成されている。
【００１３】
また、上記の目的を達成する本発明の車両の架装設備制御方法は、エンジンの動力で架装設備を駆動する駆動装置を作動する車両の架装設備制御方法において、エンジンの動力を同軸上の第１のクラッチ、モータージェネレーター、第２のクラッチを介して架装設備を駆動する駆動装置に伝達して、エンジンの動力で前記架装設備を駆動するとともに、前記モータージェネレーターに接続するバッテリーの充電量に基づいて、前記エンジンの動力または前記モータージェネレーターの動力の一方又は両方を選択して前記駆動装置に伝達して、前記架装設備を駆動し、前記エンジンの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方のクラッチを接状態にし、前記モータージェネレーターの動力により前記架装設備を駆動するときには、前記第１のクラッチを断状態に、前記第２のクラッチを接状態にすることを特徴とする方法である。
【００１４】
また、上記の車両の架装設備制御方法において、前記バッテリーの充電量が予め設定された設定充電量以下である場合で、前記車両を前記エンジンの動力により前記モータージェネレーターで発電するか、または、前記車両の回生エネルギーにより前記モータージェネレーターで発電するときには、前記第１のクラッチを接状態に、前記第２のクラッチを断状態にすることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構によれば、エンジンの動力側の入力軸（ＰＴＯ軸）に、この入力軸と同軸上になるように、モータージェネレーター、駆動装置を接続するとともに、エンジンの出力軸とモータージェネレーターの間に第１のクラッチを、モータージェネレーターと駆動装置の間に第２のクラッチを配設する構成としたので、発明者らの先行技術のように、エンジンの出力軸にモータージェネレーター及び駆動装置を並列に接続している構成に起因して配設していた動力伝達用の部品（ギア、チェーン等）を不要とすることができる。その結果、エンジンの動力またはモータージェネレーターの動力の一方又は両方を選択して、架装設備駆動用の駆動装置に確実に伝達する動力伝達機能を確保しつつ、上記の動力伝達用の部品を削除することにより、軽量化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。また、部品点数が少なくなるので信頼性も向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法によれば、車両の停車中で、かつ、架装設備の駆動要求信号が入力された場合に、モータージェネレーターに接続するバッテリーの充電量に基づいて、モータージェネレーターの動力またはエンジンの動力の一方又は両方を選択して、駆動装置に伝達して、この駆動装置の駆動力により架装設備を確実に駆動させることができる。
【００１７】
また、本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法によれば、バッテリーの充電量が予め設定された設定充電量以下である場合で、車両をエンジンの動力によりモータージェネレーターで発電するか、または、車両の回生エネルギーによりモータージェネレーターで発電するときには、エンジンの動力または車両の回生エネルギーにより、モータージェネレーターを発電して、発電した電力をバッテリーに確実に充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態からなる車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の構成図である。
【図２】発明者の先行技術の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の構成図である。
【図３】図２のＰＴＯ軸と架装設備の間の構成を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなる車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両を示す。
【００２０】
この車両が備えるディーゼルエンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では４個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このクランクシャフト１３の回転動力は、クランクシャフト１３の一端部に接続する湿式多板クラッチ１４を通じてトランスミッション２０に伝達される。
【００２１】
トランスミッション２０には、複数の変速ギヤ段（図示しない）が備えられており、車両の走行状態に応じて変速ギヤ段を設定することにより、エンジン１０の回転動力を変速している。このトランスミッション２０で変速された回転動力は、プロペラシャフト２２を通じてデファレンシャル２３に伝達され、一対の駆動輪２４にそれぞれ駆動力として分配される。
【００２２】
図１に示すように、この車両の架装設備駆動用の動力伝達機構は、エンジン１０と、架装設備（塵芥車両のパッカー装置等）１１５を駆動する油圧ポンプ（駆動装置）１１０との間に備えられた動力伝達機構であり、エンジン１０側から順に、第１のクラッチ１１７、モータージェネレーター１１１、第２のクラッチ１１８を同軸上に備え、エンジン１０の動力を油圧ポンプ１１０へ伝達するように構成されている。このモータージェネレーター１１１は、架装設備１１５を駆動するためのモータージェネレーターであり、インバーター１１２を介してバッテリー１１３に接続している。
【００２３】
また、上記の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた本発明の車両の架装設備制御システムは、架装設備１１５の駆動制御を行う制御装置８０を備える。そして、この制御装置８０が、車両の停車中で、かつ、架装設備１１５の駆動要求信号が入力された場合（運転者が車両の運転席等に設けた架装設備１１５の駆動用スイッチを操作した場合等）に、バッテリー１１３の充電量Ｂに基づいて、エンジン１０の動力またはモータージェネレーター１１１の動力の一方又は両方を選択して油圧ポンプ１１０に伝達して、この動力により架装設備１１５を駆動する。それとともに、エンジン１０の動力により架装設備１１５を駆動するときには、第１のクラッチ１１７及び第２のクラッチ１１８の両方のクラッチを接状態にする制御を行い、また、モータージェネレーター１１１の動力により架装設備１１５を駆動するときには、第１のクラッチ１１７を断状態に、第２のクラッチ１１８を接状態にする制御を行うように構成する。
【００２４】
より詳細には、制御装置８０が、バッテリー１１３の充電量Ｂが実験等により予め設定される第１の設定量Ｂ１以下であるときには、モータージェネレーター１１１の動力のみでは架装設備１１５を駆動できないと判定して、エンジン１０を駆動して、第１のクラッチ１１７及び第２のクラッチ１１８を接状態として、エンジン１０の動力をトランスミッション２０、ＰＴＯ軸１１６、第１のクラッチ１１７、モータージェネレーター１１１、第２のクラッチ１１８を介して、油圧ポンプ１１０に伝達して、架装設備１１５を駆動させる。このとき、エンジン１０の動力をモータージェネレーター１１１に伝達して、この伝達された動力によりモータージェネレーター１１１を発電させることで、この発電電力量をバッテリー１１３に充電することができるが、このモータージェネレーター１１１の発電を行うか空転させて発電はしないかはバッテリー１１３の充電量Ｂに応じて制御装置８０が制御する。
【００２５】
一方、制御装置８０が、バッテリー１１３の充電量Ｂが第１の設定量Ｂ１を超えているときには、モータージェネレーター１１１の動力のみで架装設備１１５を駆動できると判定して、エンジン１０を停止して、第１のクラッチ１１７は断状態とし、第２のクラッチ１１８を接状態として、バッテリー１１３の電力でモータージェネレーター１１１を駆動して、このモータージェネレーター１１１の動力を接状態としている第２のクラッチ１１８を介して、油圧ポンプ１１０に伝達して油圧ポンプ１１０を作動し、この油圧ポンプ１１０により架装設備１１５を駆動させる。
【００２６】
また、この制御装置８０が、バッテリー１１３の充電量Ｂが予め設定された第２の設定量（設定充電量）Ｂ２以下である場合で、車両をエンジン１０の動力によりモータージェネレーター１１１で発電するか、または、車両の回生エネルギーによりモータージェネレーター１１１で発電するときには、第１のクラッチ１１７を接状態に、第２のクラッチ１１８を断状態にする制御を行うように構成する。
【００２７】
より詳細には、第１のクラッチ１１７を接状態として、このエンジン１０の動力の一部または車両の回生エネルギーの一部をトランスミッション２０、ＰＴＯ軸１１６、接状態としている第１のクラッチ１１７を介して、モータージェネレーター１１１に伝達して、モータージェネレーター１１１を発電することで、バッテリー１１３を充電する。このとき、第２のクラッチ１１８は断状態とする。なお、バッテリー１１３の充電量について、第１の設定量Ｂ１と第２の設定量Ｂ２は同じ値に設定してもよいし、異なる値に設定してもよい。
【００２８】
以上より、上記の車両の架装設備制御システムを基にした、本発明の車両の架装設備制御方法は、エンジン１０の動力で架装設備１１５を駆動する油圧ポンプ（駆動装置）１１０を作動する車両の架装設備制御方法であり、この車両の架装設備制御方法において、エンジン１０の動力を同軸上の第１のクラッチ１１７、モータージェネレーター１１１、第２のクラッチ１１８を介して架装設備１１５を駆動する油圧ポンプ１１０に伝達して、エンジン１０の動力で架装設備１１５を駆動するとともに、モータージェネレーター１１１に接続するバッテリー１１３の充電量Ｂに基づいて、エンジン１０の動力またはモータージェネレーター１１１の動力の一方又は両方を選択して油圧ポンプ１１０に伝達して、架装設備１１５を駆動し、エンジン１０の動力により架装設備１１５を駆動するときには、第１のクラッチ１１７及び第２のクラッチ１１８の両方のクラッチを接状態にし、モータージェネレーター１１１の動力により架装設備１１５を駆動するときには、第１のクラッチ１１７を断状態に、第２のクラッチ１１８を接状態することを特徴とする方法となる。
【００２９】
また、上記の車両の架装設備制御方法において、バッテリー１１３の充電量が予め設定された設定充電量Ｂ２以下である場合で、車両をエンジン１０の動力によりモータージェネレーター１１１で発電するか、または、車両の回生エネルギーによりモータージェネレーター１１１で発電するときには、第１のクラッチ１１７を接状態に、第２のクラッチ１１８を断状態にすることを特徴とする方法となる。
【００３０】
本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構によれば、エンジン１０の動力側の入力軸（ＰＴＯ軸）１１６に、この入力軸１１６と同軸上になるように、モータージェネレーター１１１、駆動装置１１０を接続するとともに、エンジン１０の出力軸とモータージェネレーター１１１の間に第１のクラッチ１１７を、モータージェネレーター１１１と駆動装置１１０の間に第２のクラッチ１１８を配設する構成としたので、本発明者らの先行技術のように、エンジン１０の出力軸にモータージェネレーター１１１及び駆動装置１１０を並列に接続している構成に起因して配設していた動力伝達用の部品（ギヤ、チェーン等。図３では、ドライブギヤ１１４ａ、アイドルギヤ１１４ｂ、ドリブンギヤ１１４ｃ）を不要とすることができる。その結果、エンジン１０の動力またはモータージェネレーター１１１の動力の一方又は両方を選択して、架装設備駆動用の駆動装置１１０に確実に伝達する動力伝達機能を確保しつつ、上記の動力伝達用の部品１１４ａ〜１１４ｃを削除することにより、軽量化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。また、部品点数が少なくなるので信頼性も向上させることができる。
【００３１】
また、本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法によれば、車両の停車中で、かつ、架装設備１１５の駆動要求信号が入力された場合に、モータージェネレーター１１１に接続するバッテリー１１３の充電量Ｂに基づいて、モータージェネレーター１１１の動力またはエンジン１０の動力の一方又は両方を選択して、駆動装置１１０に伝達して、この駆動装置１１０の駆動力により架装設備１１５を確実に駆動させることができる。
【００３２】
また、本発明の車両の架装設備駆動用の動力伝達機構を備えた車両の架装設備制御システム及び車両の架装設備制御方法によれば、バッテリー１１３の充電量Ｂが予め設定された設定充電量Ｂ２以下である場合で、車両をエンジン１０の動力によりモータージェネレーター１１１で発電するか、または、車両の回生エネルギーによりモータージェネレーター１１１で発電するときには、エンジン１０の動力または車両の回生エネルギーにより、モータージェネレーター１１１を発電して、発電した電力をバッテリー１１３に確実に充電することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ディーゼルエンジン（エンジン）
１１  エンジン本体
８０  制御装置
１１０  油圧ポンプ（駆動装置）
１１１  架装設備駆動用のモータージェネレーター
１１２  インバーター
１１３  バッテリー
１１４  動力伝達機構
１１４ａ  ドライブギヤ
１１４ｂ  アイドルギヤ
１１４ｃ  ドリブンギヤ
１１５  架装設備
１１６  ＰＴＯ軸（エンジンの動力の入力軸）
１１７  第１のクラッチ
１１８  第２のクラッチ
Ｂ  バッテリーの充電量
Ｂ１  第１の設定量
Ｂ２  設定充電量（第２の設定量）
【図１】
2018114912.tif 000003
【図２】
2018114912.tif 000004
【図３】
2018114912.tif 000005