(57)【要約】【課題】バッテリへの充電をより効率的に行うことにより、電動機を駆動源として行う作業を従来に比して早期にかつ長時間継続することができる作業車両を提供する。【解決手段】作業用アクチュエータ３に作動油を供給する油圧ポンプＰと、油圧ポンプＰにＰＴＯ装置１を介して接続可能なエンジンＥと、油圧ポンプＰに連結されバッテリ５から供給される電力によって油圧ポンプＰを駆動する電動機ＧＭと、エンジンＥまたは電動機ＧＭのいずれかを油圧ポンプＰの駆動源として切り換え選択するコントローラＣと、を備える。電動機ＧＭは、エンジンＥが油圧ポンプＰの駆動源として選択されている場合に、ＰＴＯ装置１の作動によってバッテリ５に電力を蓄える発電手段として機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業用アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにＰＴＯ装置を介して接続可能なエンジンと、
前記油圧ポンプに連結され、バッテリから供給される電力によって前記油圧ポンプを駆動する電動機と、
前記エンジンまたは電動機のいずれかを前記油圧ポンプの駆動源として切り換え選択する駆動源切り換え手段と、を備え、
前記電動機は、
前記駆動源切り換え手段によって前記エンジンが油圧ポンプの駆動源として選択されている場合に、前記ＰＴＯ装置の作動によって前記バッテリに電力を蓄える発電手段として機能することを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記作業用アクチュエータの作動状態または作動停止状態を判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段の判定結果に応じて前記バッテリへの充電を可能とする充電許可手段と、を備え、
前記充電許可手段は、
前記駆動源切り換え手段によって前記エンジンが油圧ポンプの駆動源として選択され、かつ、前記状態判定手段によって前記作業用アクチュエータが作動停止状態であると判定された場合に、前記バッテリへの充電を可能とすることを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業用アクチュエータを作動する油圧ポンプの駆動源として、エンジンまたは電動機のいずれかを切り換えて用いることができる作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば塵芥収集車のように、種々の作業機械が積載された作業車両が知られている。こうした作業車両においては、油圧ポンプから吐出される作動油によって作業用アクチュエータを作動しているが、特許文献１，２に示される作業車両においては、油圧ポンプの駆動源としてエンジンと電動機とが用いられている。
すなわち、特許文献１，２に示される作業車両は、油圧ポンプがＰＴＯ装置を介してエンジンに接続されるとともに、電動機によっても駆動するようになっている。したがって、作業内容や作業環境に応じて、エンジン駆動で作業を行ったり、電動機を駆動して作業を行ったりすることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２４３５４号公報
【特許文献３】特開平１０−３７９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような作業車両においては、バッテリに蓄えられた電力量の範囲内でしか電動機を駆動することができないため、電動機を駆動源として作業を行う場合には時間的制約が大きいという課題がある。
また、バッテリ残量が少なくなった場合には、エンジンを駆動してバッテリに充電を行う必要があるが、必要電力が蓄えられるまでには時間がかかるため、電動機を駆動源とする作業開始までに時間を要してしまうという課題がある。
この点、特許文献１，２に示される作業車両においては、電動機を発電手段として機能させることにより、バッテリに充電を行うようにしているものの、上記の課題を解決するには至っていないという実態がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、バッテリへの充電をより効率的に行うことにより、電動機を駆動源として行う作業を従来に比して早期にかつ長時間継続することができる作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、作業用アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプにＰＴＯ装置を介して接続可能なエンジンと、前記油圧ポンプに連結され、バッテリから供給される電力によって前記油圧ポンプを駆動する電動機と、前記エンジンまたは電動機のいずれかを前記油圧ポンプの駆動源として切り換え選択する駆動源切り換え手段と、を備え、前記電動機は、前記駆動源切り換え手段によって前記エンジンが油圧ポンプの駆動源として選択されている場合に、前記ＰＴＯ装置の作動によって前記バッテリに電力を蓄える発電手段として機能することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記作業用アクチュエータの作動状態または作動停止状態を判定する状態判定手段と、前記状態判定手段の判定結果に応じて前記バッテリへの充電を可能とする充電許可手段と、を備え、前記充電許可手段は、前記駆動源切り換え手段によって前記エンジンが油圧ポンプの駆動源として選択され、かつ、前記状態判定手段によって前記作業用アクチュエータが作動停止状態であると判定された場合に、前記バッテリへの充電を可能とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジンを駆動源として油圧ポンプが駆動しているときに、電動機が発電手段として機能するので、バッテリへの充電をより効率的に行うことができる。したがって、従来に比して、バッテリに電力を蓄えることが可能となり、電動機を駆動源として行う作業を、より早期にかつ長時間継続することができる。
特に請求項２に記載の発明によれば、作業用アクチュエータが作動停止状態となったアイドリング中にのみ充電が行われる。これにより、充電によってもたらされる負荷変動によって作業に影響を及ぼすことなく、無駄に生じているエネルギー損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】塵芥収集車における機能ブロック図である。
【図２】コントローラの処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１および図２を用いて、本発明を塵芥収集車に適用した場合の実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の塵芥収集車は、エンジンＥの出力を取り出すＰＴＯ（ＰＯＷＥＲ  ＴＡＫＥ  ＯＦＦ）装置１を備えており、このＰＴＯ装置１の伝達軸１ａを介してエンジンＥに油圧ポンプＰが接続可能となっている。このＰＴＯ装置１は、コントローラＣからの制御信号に基づいて、エンジンＥと油圧ポンプＰとを接続したり、あるいはエンジンＥと油圧ポンプＰとの接続を断ったりすることができるように断接機能を有している。ＰＴＯ装置１によってエンジンＥと油圧ポンプＰとが接続された状態でエンジンＥが駆動すると、その出力が伝達軸１ａを介して油圧ポンプＰに伝達され、油圧ポンプＰから吐出通路２に作動油が吐出されることとなる。
【００１１】
吐出通路２には、複数のコントロールバルブＣＶが接続されており、全てのコントロールバルブＣＶが図示の中立位置にある場合には、油圧ポンプＰから吐出された作動油がタンクＴに還流する。この状態からいずれかのコントロールバルブＣＶを切り換えると、このコントロールバルブＣＶに接続された作業用アクチュエータ３に作動油が導かれる。なお、本実施形態の塵芥収集車においては、作業用アクチュエータ３として、塵芥収容箱を開閉するための油圧シリンダや、塵芥収容箱を傾倒するための油圧シリンダ、あるいは塵芥収容箱内の積込装置を作動する油圧モータが設けられている。
【００１２】
また、ＰＴＯ装置１の伝達軸１ａには電動機ＧＭが設けられている。この電動機ＧＭは、インバータ４を介して接続されたバッテリ５から供給される電力によって駆動するものである。この電動機ＧＭが駆動すると、伝達軸１ａを介して油圧ポンプＰに動力が伝達され、上記と同様に油圧ポンプＰから作動油が吐出される。つまり、本実施形態においては、エンジンＥ、電動機ＧＭおよび油圧ポンプＰがＰＴＯ装置１によって直列配置されており、エンジンＥおよび電動機ＧＭの双方が油圧ポンプＰの駆動源として機能することとなる。
【００１３】
また、電動機ＧＭは、エンジンＥを駆動源として油圧ポンプＰが作動している際には、バッテリ５に電力を蓄える発電手段として機能しうる。つまり、エンジンＥを駆動源として油圧ポンプＰを作動しているときにも、電動機ＧＭは伝達軸１ａに接続されたままになっている。したがって、伝達軸１ａの回転によって電動機ＧＭに起電力が生じることとなり、電動機ＧＭとバッテリ５とが接続されていれば、バッテリ５に充電を行うことが可能となっている。
【００１４】
上記のように、油圧ポンプＰの駆動源を切り換えたり、あるいはバッテリ５への充電を制御したりするのがコントローラＣである。このコントローラＣには、各コントロールバルブＣＶの位置を検出するストロークセンサ６が接続されており、各コントロールバルブＣＶの位置を知らせる信号がコントローラＣに入力するようになっている。また、コントローラＣには、ＰＴＯ検出センサ７、電動機検出センサ８およびバッテリ検出センサ９が接続されている。
ＰＴＯ検出センサ７は、ＰＴＯ装置１の接続状態を検出するものであり、エンジンＥと油圧ポンプＰとが接続されているか否かを示す信号をコントローラＣに入力する。
また、電動機検出センサ８は、電動機ＧＭの駆動状態や故障などの検出信号をコントローラＣに入力し、バッテリ検出センサ９は、バッテリ残量などをコントローラＣに入力する。
【００１５】
なお、コントローラＣには、操作部１０から操作信号が入力するようになっている。この操作部１０は、各作業用アクチュエータ３を作動するためのアクチュエータ作動スイッチ１０ａを備えており、アクチュエータ作動スイッチ１０ａから入力した信号に基づいて、コントローラＣは、いずれかのコントロールバルブＣＶを切り換えるように制御する。
【００１６】
また、操作部１０には、ＰＴＯ駆動スイッチ１０ｂおよび電動駆動スイッチ１０ｃが設けられている。これら両スイッチ１０ｂ，１０ｃは、エンジンＥまたは電動機ＧＭのいずれの出力で作業を行うか、言い換えれば、油圧ポンプＰの駆動源をエンジンＥとするか電動機ＧＭとするかを選択するものである。ＰＴＯ駆動スイッチ１０ｂから操作信号が入力すると、コントローラＣは、ＰＴＯ装置１を制御してエンジンＥと油圧ポンプＰとを接続する。これにより、油圧ポンプＰは、エンジンＥの出力によって作動することとなり、作業がエンジンＥの出力によって実行されることとなる。一方、電動駆動スイッチ１０ｃから操作信号が入力すると、コントローラＣは、ＰＴＯ装置１を制御してエンジンＥと油圧ポンプＰとを断接するとともに、アクチュエータ作動スイッチ１０ａから操作信号が入力したところで、電動機ＧＭを駆動するようにインバータ４を制御する。これにより、油圧ポンプＰは、電動機ＧＭの出力によって作動することとなり、作業が電動機ＧＭの出力によって実行されることとなる。
【００１７】
そして、本実施形態においては、コントローラＣは、各センサ６〜９から入力する検出信号や操作部１０から入力する操作信号を判定するとともに、その判定結果が予め設定された条件に適合する場合に限り、電動機ＧＭを発電手段として機能するように制御する。このコントローラＣが実行する処理について、図２を用いて説明する。なお、図２に示す処理は、電動駆動スイッチ１０ｃがＯＦＦされているときにのみ、所定の間隔で実行されるものである。
【００１８】
（ステップＳ１）
まず、コントローラＣは、ＰＴＯ検出センサ７からの入力信号に基づいて、ＰＴＯ装置１を介してエンジンＥと油圧ポンプＰとが接続状態にあるか否かを判定する。その結果、エンジンＥと油圧ポンプＰとが接続されている場合にはステップＳ２に処理を移し、エンジンＥと油圧ポンプＰとが断接されている場合にはステップＳ６に処理を移す。
【００１９】
（ステップＳ２）
上記ステップＳ１において、エンジンＥと油圧ポンプＰとが接続されていると判定した場合には、コントローラＣは、ストロークセンサ６からの入力信号に基づいて、いずれかの作業用アクチュエータ３が作動中であるか否かを判定する。その結果、全ての作業用アクチュエータ３が作動停止状態であると判定した場合にはステップＳ３に処理を移し、いずれかの作業用アクチュエータ３が作動中であると判定した場合にはステップＳ６に処理を移す。
【００２０】
（ステップＳ３）
上記ステップＳ２において、全ての作業用アクチュエータ３が作動停止状態であると判定した場合には、コントローラＣは、電動機検出センサ８からの入力信号に基づいて、電動機ＧＭに異常が生じているか否かを判定する。その結果、電動機ＧＭに異常は生じていないと判定した場合にはステップＳ４に処理を移し、電動機ＧＭに異常が生じていると判定した場合にはステップＳ６に処理を移す。
【００２１】
（ステップＳ４）
上記ステップＳ３において、電動機ＧＭが正常であると判定した場合には、コントローラＣは、バッテリ検出センサ９からの入力信号に基づいて、バッテリ５に異常が生じているか否かを判定する。その結果、バッテリ５に異常は生じていないと判定した場合にはステップＳ５に処理を移し、バッテリ５に異常が生じていると判定した場合にはステップＳ６に処理を移す。
【００２２】
（ステップＳ５）
上記ステップＳ４において、バッテリ５が正常であると判定した場合には、コントローラＣは、電動機ＧＭとバッテリ５との接続回路に設けられたスイッチを閉じるようにインバータ４を制御する。これにより、エンジンＥを駆動源として油圧ポンプＰが作動しているときに、電動機ＧＭが発電手段として機能し、バッテリ５に電力が蓄えられることとなる。
【００２３】
（ステップＳ６）
一方、エンジンＥと油圧ポンプＰとが接続されていない場合（ステップＳ１のＮＯ）、いずれかの作業用アクチュエータ３が作動している場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、電動機ＧＭまたはバッテリ５に異常が生じている場合（ステップＳ３，４のＹＥＳ）には、コントローラＣは、インバータ４を制御して電動機ＧＭとバッテリ５との接続回路を開く。このように、電動機ＧＭとバッテリ５の接続回路が開かれることにより、電動機ＧＭが発電手段として機能しない状態となる。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、エンジンＥが油圧ポンプＰの駆動源として選択され、かつ、全ての作業用アクチュエータ３が作動停止状態である場合に限って、電動機ＧＭを発電手段として機能させるようにしている。つまり、従来、油圧ポンプＰから単に作動油が吐出するだけのいわゆるアイドリング中にのみバッテリ５に充電が行われる。これにより、充電によってもたらされる負荷変動によって、作業用アクチュエータ３の作動に影響が及ぼされる心配をなくしながらも、作業待機中にバッテリ５に充電を行うことが可能となる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、本発明を塵芥収集車に適用した場合について説明したが、本発明は塵芥収集車に限らず、作業用アクチュエータを有する作業機械が積載された作業車両に広く適用可能である。
また、上記実施形態においては、エンジンＥが油圧ポンプＰの駆動源として選択され、かつ、全ての作業用アクチュエータ３が作動停止状態である場合に限って、電動機ＧＭを発電手段として機能させることとしている。しかしながら、電動機を発電手段として機能させる条件はこれに限らない。例えば、複数の作業用アクチュエータのうち、その作動にもっとも大出力が要求される作業用アクチュエータが作動停止状態にあることを、電動機を発電手段として機能させる条件としてもよい。つまり、電動機を発電手段として機能させる条件を、エンジンが油圧ポンプの駆動源として選択され、かつ、複数の作業用アクチュエータのうち予め設定された作業用アクチュエータが作動停止状態にあることとしても構わない。
【００２６】
さらには、エンジンを駆動源として作業を行う場合に、いずれの作業用アクチュエータを作動したとしても出力に十分な余裕がある場合には、作業用アクチュエータの作動状況に関わらずに、電動機を発電手段として機能させてもよい。つまり、エンジンが油圧ポンプの駆動源として選択されていることのみを、電動機を発電手段として機能させる条件としてもよい。
【００２７】
なお、本実施形態において、ＰＴＯ駆動スイッチ１０ｂおよび電動駆動スイッチ１０ｃからの操作信号の入力を受けてＰＴＯ装置１または電動機ＧＭを制御するコントローラＣが本発明の駆動源切り換え手段に相当する。
また、本実施形態において、ストロークセンサ６からの入力信号に基づき、図２に示すステップＳ２の処理を実行するコントローラＣが本発明の状態判定手段に相当する。
また、本実施形態において、図２に示すステップＳ５またはステップＳ６の処理を実行するコントローラＣが本発明の充電許可手段に相当する。
【符号の説明】
【００２８】
１        ＰＴＯ装置
２        吐出通路
３        作業用アクチュエータ
４        インバータ
５        バッテリ
６        ストロークセンサ
７        ＰＴＯ検出センサ
８        電動機検出センサ
９        バッテリ検出センサ
１０      操作部
１０ａ    アクチュエータ作動スイッチ
１０ｂ    ＰＴＯ駆動スイッチ
１０ｃ    電動駆動スイッチ
Ｃ        コントローラ
ＣＶ      コントロールバルブ
Ｅ        エンジン
ＧＭ      電動機
Ｐ        油圧ポンプ
Ｔ        タンク
【図１】
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【図２】
2012116637.tif 000004