(57)【要約】【課題】簡素な構成によって積み込まれた塵芥の重量を算出可能な塵芥収集装置を提供する。【解決手段】塵芥収集装置１を、容器状のボディ１０と、油圧を用いてボディに塵芥を積み込む積込装置２０と、電動モータ２１０によって駆動され油圧を発生する電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプに電力を供給するバッテリ２２０と、積込装置の駆動時の電力消費量に基づいて当該積込作業で積み込まれた塵芥の重量を算出する塵芥重量算出手段２４０とを備える構成とする。【選択図】図６
2012250801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器状のボデーと、
油圧を用いて前記ボデーに塵芥を積み込む積込装置と、
電動モータによって駆動され前記油圧を発生する電動油圧ポンプと、
前記電動油圧ポンプに電力を供給するバッテリと、
前記積込装置の駆動時の前記バッテリの電力消費量に基づいて当該積込作業で積み込まれた塵芥の重量を算出する塵芥重量算出手段と
を備えることを特徴とする塵芥収集装置。
【請求項２】
前記塵芥重量算出手段は、前記電力消費量に所定の係数を乗じた値を塵芥の重量とすること
を特徴とする請求項１に記載の塵芥収集装置。
【請求項３】
前記塵芥重量算出手段は、前記積込作業回数の増加に応じて、前記所定の係数を減少させる補正を行なうこと
を特徴とする請求項２に記載の塵芥収集装置。
【請求項４】
前記塵芥重量算出手段は、前記ボデーに積み込まれた塵芥重量の実測値を用いて前記所定の係数を学習補正する学習補正手段を有すること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の塵芥収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックシャーシに架装されて塵芥収集車を構成する塵芥収集装置に関し、特に簡素化な構成によって積み込まれた塵芥の重量を測定可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
塵芥収集車は、ボディ（荷箱）及び油圧式の積込装置を有する塵芥収集装置をトラックシャーシに架装して構成されている。
このような塵芥収集車においては、塵芥の重量に応じて処理費用が課金される場合などがあるため、各回の積込作業において積み込まれた塵芥の重量を測定することが要求される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、塵芥収集装置とトラックシャーシのフレームとの間にロードセルを配置して塵芥収集装置（荷箱）全体の重量を測定し、その変化に基づいて塵芥の重量を検出可能とした塵芥収集車が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−  ３５４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された技術においては、ロードセルには高い精度が要求され、さらに荷箱全体の重量に耐えうる耐荷重性能も要求されることから、高価な素材を用いる必要があり、高コストであるという問題があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡素な構成によって積み込まれた塵芥の重量を算出可能な塵芥収集装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、容器状のボデーと、油圧を用いて前記ボデーに塵芥を積み込む積込装置と、電動モータによって駆動され前記油圧を発生する電動油圧ポンプと、前記電動油圧ポンプに電力を供給するバッテリと、前記積込装置の駆動時の前記バッテリの電力消費量に基づいて当該積込作業で積み込まれた塵芥の重量を算出する塵芥重量算出手段とを備えることを特徴とする塵芥収集装置である。
積込作業時の消費電力量は、塵芥の積込量と相関を有するため、塵芥の重量と消費電力量との相関が既知であれば、消費電力量に基づいて塵芥の重量を算出することが可能となる。
本発明によれば、高価なロードセル等を用いることなく、簡素な構成によって塵芥の積込量を測定することが可能となる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記塵芥重量算出手段は、前記電力消費量に所定の係数を乗じた値を塵芥の重量とすることを特徴とする請求項１に記載の塵芥収集装置である。
これによれば、軽微な演算負荷によって上述した効果を確実に得ることが可能となる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記塵芥重量算出手段は、前記積込作業回数の増加に応じて、前記所定の係数を減少させる補正を行なうことを特徴とする請求項２に記載の塵芥収集装置である。
これによれば、積込作業回数の増加に応じて塵芥の圧縮に要する仕事量が増加すること等の影響を反映したより精度の高い塵芥重量の算出が可能となる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記塵芥重量算出手段は、前記ボデーに積み込まれた塵芥重量の実測値を用いて前記所定の係数を学習補正する学習補正手段を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の塵芥収集装置である。
これによれば、塵芥重量の実測値を用いて係数を学習補正することによって、塵芥重量の算出精度をよりいっそう高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、簡素な構成によって積み込まれた塵芥の重量を算出可能な塵芥収集装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した塵芥収集装置の実施例を備える塵芥収集車の側面視図である。
【図２】実施例の塵芥収集車の後方斜視図である。
【図３】実施例の塵芥収集装置における油圧回路の構成を示す図である。
【図４】実施例の塵芥収集装置における作動制御バルブの構成を示す図である。
【図５】実施例の塵芥収集装置における油圧ポンプ駆動機構の構成を示す模式図である。
【図６】実施例の塵芥収集装置における塵芥重量算出時の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施例の塵芥収集装置における積込時のモータ負荷とＳＯＣの推移の一例を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、簡素な構成によって積み込まれた塵芥の重量を算出可能な塵芥収集装置を提供する課題を、積込作業時のＳＯＣの変化に基づいて算出される消費電力量に所定の係数を乗じて塵芥の重量を算出することによって解決した。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を適用した塵芥収集装置の実施例について説明する。
実施例において、塵芥収集装置は、例えばプレス式でありかつ電動油圧ポンプから供給される油圧によって駆動されるものである。
図１は、実施例の塵芥収集車の側面視図である。
図２は、実施例の塵芥収集車を斜め後方の斜め上方側から見た後方斜視図である。
図１、図２に示すように、塵芥収集装置１は、トラックシャーシ２に架装され、電動作業車両の一種である塵芥収集車を構成するものである。
トラックシャーシ２は、フレーム３、エンジン４、トランスミッション５、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）機構６等を備えている。
フレーム３は、キャビン及び塵芥収集装置１が搭載されるとともに、パワートレーンやサスペンション等が取り付けられる構造部材である。
エンジン４（図５参照）は、車両の走行用動力源であって、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関である。
トランスミッション５は、エンジン４の回転出力を増減速し、プロペラシャフト及び最終減速装置を介して後輪車軸に伝達するものである。
ＰＴＯ機構６は、トランスミッション５に設けられ、エンジン４の回転出力を抽出してポンプ１２０に伝達するものである。
【００１４】
塵芥収集装置１は、ボデー１０、テールゲートホッパ２０、逆流防止シリンダＣ１、リフトシリンダＣ２、自動ロックシリンダＣ３、上下動シリンダＣ４、カキ込シリンダＣ５、排出シリンダＣ６等を備えている。
【００１５】
ボデー１０は、車両後方側に開口が設けられたボックス状に構成されている。
ボデー１０は、回収された塵芥が内部に収容される部分である。
また、ボデー１０の内部には、収容された塵芥を後方側へ押し出す排出パネル１１が設けられている。
【００１６】
テールゲートホッパ２０は、ボデー１０の後部開口を実質的に閉塞するように配置されている。
テールゲートホッパ２０は、ボデー１０の開口上端部に設けられたヒンジ回りに回動し、ボデー１０の開口を開閉可能となっている。
テールゲートホッパ２０は、積込パネル２１によって投入した塵芥を圧縮しつつボデー１０内に押し込む積込装置を備えている。
積込装置は、テールゲートホッパ２０の下部に投入された塵芥を、所定の軌跡に沿って駆動される積込みパネル２１によってすくい上げ、ボデー１０内にかき込む。
【００１７】
逆流防止シリンダＣ１は、積み込まれた塵芥の逆流を防止するため、逆流防止用のパネルのカキ込及び反転動作を行なう油圧シリンダである。
リフトシリンダＣ２は、テールゲートホッパ２０を回動させてボデー１０の開口を開閉する油圧シリンダである。
自動ロックシリンダＣ３は、テールゲートホッパ２０をロックしてボデー１０に対する相対回転を規制するロック機構を駆動する油圧シリンダである。
上下動シリンダＣ４は、テールゲートホッパ２０の積込パネル２１を上下させる油圧シリンダである。
カキ込シリンダＣ５は、積込パネル２１のカキ込動作及び反転動作を行なう油圧シリンダである。
排出シリンダＣ６は、ボデー１０内に積み込まれた塵芥を車両後方側へ押し出して排出する排出パネルの排出及び戻し動作を行なう油圧シリンダである。
【００１８】
以上説明した各シリンダＣ１〜Ｃ６は、以下説明する油圧回路によって、油圧ラインＬを介して油圧供給されて駆動される。
図３は、実施例の塵芥収集装置における油圧回路の構成を示す図である。
油圧回路１００は、作動油タンク１１０、ポンプ１２０、アキュムレータ１３０、フィルタ１４０、レギュレータ１５０、作動制御バルブ１６０等を備えて構成されている。
作動油タンク１１０は、各シリンダＣ１〜Ｃ６を駆動する作動油が貯留される容器である。
【００１９】
ポンプ１２０は、作動油タンク１１０に貯留された作動油を加圧して吐出するギヤポンプである。
アキュムレータ１３０は、ポンプ１２０から吐出された高圧の作動油を蓄積する蓄圧容器である。
アキュムレータ１３０は、レギュレータ１５０と作動制御バルブ１６０との間に設けられている。
フィルタ１４０は、作動制御バルブ１６０及びレギュレータ１５０から作動油タンク１１０に戻る作動油を濾過するものである。
レギュレータ１５０は、ポンプ１２０から作動制御バルブ１６０に送られる作動油の流量を制御するものである。
【００２０】
作動制御バルブ１６０は、ポンプ１２０から、レギュレータ１５０及びアキュムレータ１３０を介して供給される作動油を、油圧ラインＬを介して各シリンダＣ１〜Ｃ６に供給するものである。
図４は、作動制御バルブ１６０の構成を示す図である。
作動制御バルブ１６０は、三位置の方向制御弁であるソレノイドバルブＳＶ１〜ＳＶ５等を備えて構成されている。
各ソレノイドバルブＳＶ１〜ＳＶ５は、図示しない制御装置から供給される駆動電力に応じて、各シリンダＣ１〜Ｃ６への油圧の供給有無及び方向を切換えるものである。
【００２１】
ソレノイドバルブＳＶ１は、逆流防止シリンダＣ１に油圧を供給するものである。
ソレノイドバルブＳＶ２は、リフトシリンダＣ２及び自動ロックシリンダＣ３に油圧を供給するものである。
ソレノイドバルブＳＶ３は、上下動シリンダＣ４に油圧を供給するものである。
ソレノイドバルブＳＶ４は、カキ込シリンダＣ５に油圧を供給するものである。
ソレノイドバルブＳＶ５は、排出シリンダＣ６に油圧を供給するものである。
また、ソレノイドバルブＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ４、ＳＶ５から各シリンダへ油圧を供給する油路には、圧力が所定値以上となったときに作動油を作動油タンク１１０側へブリードオフさせるリリーフ弁等が設けられている。
【００２２】
図５は、実施例の塵芥収集車の油圧ポンプ駆動機構の構成を示す模式図である。
図５に示すように、実施例において、ポンプ１２０は、ＰＴＯ機構６を用いたエンジン４の出力による駆動、及び、電動のモータ２１０による駆動が選択可能となっている。
塵芥収集装置１は、モータ２１０、バッテリ２２０、インバータ２３０、制御装置２４０、入出力装置２５０等を備えている。
モータ２１０は、ポンプ１２０のＰＴＯ機構６側の端部に、ポンプ１２０の入力軸と同軸に設けられた例えばＡＣモータである。
モータ２１０として、例えば、ＩＭモータ、ＰＭモータ、ＩＰＭモータ等の同期モータを用いることができる。
モータ２１０の回転軸（出力軸）は、ポンプ１２０の入力軸に接続されている。
モータ２１０の回転軸のポンプ１２０側と反対側の端部には、動力伝達軸を介してＰＴＯ機構６が接続されている。
【００２３】
バッテリ２２０は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等の２次電池であって、モータ２１０の駆動用の電力を供給するものである。
バッテリ２２０は、例えば塵芥収集車の基地（ステーション）において充電されるほか、回生発電手段を用いて車両の運用中に追加充電を行なってもよい。
バッテリ２２０は、例えば塵芥収集装置１の下部などに搭載される。
【００２４】
インバータ２３０は、バッテリ２２０が出力する電力をＤＣ−ＡＣ変換してモータ２１０に供給し、モータ２１０を駆動させるとともに、モータ２１０の出力を制御するものである。
インバータ２３０は、制御装置２４０からの回転指令を受け、モータ２１０の回転速度が、目標回転速度と実質的に一致するようにモータ２１０を駆動する。
【００２５】
制御装置２４０は、インバータ２３０に対してモータ２１０のオンオフ、及び、オンの場合には目標回転速度等を含む回転指令を指示するものである。
また、制御装置２４０は、インバータ２３０を介して、バッテリ２２０のＳＯＣ（State of Charge：バッテリの充電状態）に関する情報を逐次取得可能となっている。
さらに、制御装置２４０は、バッテリ２２０のＳＯＣ変化に基づいて、毎回の積込作業において積み込まれた塵芥の重量を算出する塵芥重量算出手段としての機能も備えている。
この塵芥重量の算出については、後に詳しく説明する。
【００２６】
入出力装置２５０は、例えば、ＬＣＤ等の画像表示装置、及び、タッチパネルや押しボタンスイッチ等の入力装置を備えている。
また、ユーザは、例えばステーションでボデー１０内の塵芥を排出する際に、排出された塵芥の重量をステーションに設けられた秤によって実測し、その実測値を入出力装置２５０から入力可能となっている。
このようにして入力された実測値は、塵芥重量の算出に用いられる係数の学習補正に用いられる。
【００２７】
以下、実施例の塵芥収集装置１における塵芥重量算出時の動作について説明する。
図６は、塵芥重量算出時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
【００２８】
＜ステップＳ０１：積込ボタンオン＞
ユーザは、積込ボタンを押して塵芥収集装置１による積込作業の開始を指示する。
その後、ステップＳ０２に進む。
【００２９】
＜ステップＳ０２：積込前ＳＯＣ検出＞
制御装置２４０は、インバータ２３０を介してバッテリ２２０の現在のＳＯＣを検出する。
その後、ステップＳ０３に進む。
【００３０】
＜ステップＳ０３：積込作業実行＞
制御装置２４０は、インバータ２３０に回転指令を出力し、モータ２１０を駆動させてポンプ１２０に油圧を発生させる。
塵芥収集装置１は、発生した油圧を利用して、１サイクル分の積込作業を実行する。
積込作業は、例えば、各シリンダが予め設定された順序に従って、順次作動することによって行なわれる。各シリンダにはストロークの終端を検出するスイッチが設けられ、各スイッチのオンオフに応じて、順次作動するシリンダが切り換わるようになっている。
その後、ステップＳ０４に進む。
【００３１】
＜ステップＳ０４：積込後ＳＯＣ検出＞
制御装置２４０は、インバータ２３０を介してバッテリ２２０の現在のＳＯＣを検出する。
その後、ステップＳ０５に進む。
【００３２】
＜ステップＳ０５：モータ負荷係数補正＞
制御装置２４０は、塵芥重量の算出に用いる係数を、ボデー１０の荷箱を前回空にしてからの累積積込サイクル数に応じて補正する。
図７は、積込時のモータ負荷とＳＯＣの推移の一例を模式的に示すグラフである。
塵芥収集装置１においては、荷箱が満載に近づくと、塵芥の圧縮に要する仕事量が増大するため、モータの負荷が増大し、このために、塵芥収集量あたりのＳＯＣの低下率が大きくなる。
本実施例では、このような影響を反映した精度の高い塵芥重量の算出を行なうため、積込サイクル数が所定値以上となった場合に、積込サイクル数の増加に応じて、係数を低下させる補正を行なう。
積込回数に応じた係数の低下量は、例えば予めデータベースとして準備され、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置に蓄積されている。
その後、ステップＳ０６に進む。
【００３３】
＜ステップＳ０６：実重量フィードバック係数補正＞
制御装置２４０は、以前に測定され、ユーザが入出力装置２５０から入力した塵芥重量の実測値が存在する場合には、その際の制御装置２４０による塵芥重量の算出結果と、この実測値との誤差を低減するための補正を係数に対して施す。
例えば、塵芥重量の実測値が算出値に対してａ％超過した場合は、係数をａ％程度増加させる学習補正を行い、算出値を実測値に近づけるようにする。
その後、ステップＳ０７に進む。
【００３４】
＜ステップＳ０７：塵芥重量算出＞
制御装置２４０は、ステップＳ０２、Ｓ０４でのＳＯＣ検出値の差分（ＳＯＣの減少量）に基づいて、今回の積込作業で消費された消費電力量を算出する。
さらに制御装置２４０は、この消費電力量に、ステップＳ０５、Ｓ０６での補正後の係数を乗じて、塵芥重量を算出する。
その後、ステップＳ０８に進む。
【００３５】
＜ステップＳ０８：塵芥重量表示＞
制御装置２４０は、ステップＳ０７において算出された塵芥重量を、入出力装置２５０に表示させる。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。
【００３６】
以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）消費電力量に係数を乗じて塵芥の重量を算出することによって、例えば高価なロードセル等の重量測定手段を設けることなく、簡素な構成によって塵芥の重量を算出することが可能である。
（２）係数を積込サイクル数に応じて低下させる補正を行なうことによって、積込作業回数の増加に応じて塵芥の圧縮に要する仕事量が増加すること等の影響を反映したより精度の高い塵芥重量の算出が可能となる。
（３）塵芥の重量の実測値を用いて係数を学習補正することによって、塵芥重量の算出精度をよりいっそう高めることが可能となる。
【００３７】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）上述した実施例において、塵芥収集装置は、例えばプレス式のものであったが、本発明はこれに限定されず、例えば回転板式などの他種の塵芥収集装置にも適用することができる。
（２）実施例では、積込作業前後のＳＯＣの変化に基づいて消費電力量を算出しているが、本発明はこれに限らず、他の手法によって消費電力量を求めてもよい。
例えば、モータに供給される電圧、電流量の推移から消費電力量を算出してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１    塵芥収集装置              ２    トラックシャーシ
３    フレーム                  ４    エンジン
５    トランスミッション        ６    ＰＴＯ機構
１０    ボデー                  １１    排出パネル
２０    テールゲートホッパ      ２１    積込みパネル
Ｃ１    逆流防止シリンダ        Ｃ２    リフトシリンダ
Ｃ３    自動ロックシリンダ      Ｃ４    上下動シリンダ
Ｃ５    カキ込シリンダ          Ｃ６    排出シリンダ
１００    油圧回路              １１０    作動油タンク
１２０    ポンプ                １３０    アキュムレータ
１４０    フィルタ              １５０    レギュレータ
１６０    作動制御バルブ        ＳＶ１〜ＳＶ５    ソレノイドバルブ
Ｌ    油圧ライン
２１０    モータ                ２２０    バッテリ
２３０    インバータ            ２４０    制御装置
２５０    入出力装置
【図１】
2012250801.tif 000003
【図２】
2012250801.tif 000004
【図３】
2012250801.tif 000005
【図４】
2012250801.tif 000006
【図５】
2012250801.tif 000007
【図６】
2012250801.tif 000008
【図７】
2012250801.tif 000009