JP7554174B2

JP7554174B2 - 貨物自動車用油圧装置において用いられる制御装置及びこれを備える貨物自動車

Info

Publication number: JP7554174B2
Application number: JP2021182315A
Authority: JP
Inventors: 和彦山内
Original assignee: ALMO TECHNOS CO., LTD.
Current assignee: ALMO TECHNOS CO., LTD.
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2024-09-19
Anticipated expiration: 2041-11-09
Also published as: JP2023070259A

Description

本発明は、貨物自動車用油圧装置において用いられる制御装置及びこれを備える貨物自動車に関する。

貨物自動車であるトラックには、貨物の積み下ろしの効率性の向上を目的として、開閉自在な荷台屋根（ウイング）やゲートリフタ（荷役用昇降装置）を備えたものが種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。この様な貨物自動車においては、使用者が操作スイッチをオンすると、電磁スイッチや半導体スイッチがオンされてモータが通電され、油圧アクチュエータによるウイングの開閉やゲートリフタの昇降が行われる。

公開２０１５－１３６９５１号公報公開２０１８－１５９３８９号公報

上述の構成では、モータ通電開始時における突入電流が大きく、電磁スイッチの接点が溶着する原因となっていた。そして、接点が溶着するとモータへの電流供給が停止せず、モータが故障するといった問題が頻繁に発生していた。一方、半導体スイッチを用いた場合には接点の溶着といった問題は発生しないものの、突入電流が発生することに変わりはなく、このような突入電流はモータやバッテリの劣化に繋がると共に、バッテリに接続された他の機器が誤作動を起こす原因にもなっていた。例えば、モータ通電開始時に照明が一瞬暗くなるのも突入電流が原因である。

本発明は、モータ通電開始時における突入電流の抑制を可能とした制御装置及びこれを備えた貨物自動車の提供を目的とする。

本発明に係る制御手段は、バッテリとモータを備える貨物自動車用油圧装置において用いられる制御装置であって、前記バッテリと前記モータとの間に介在する半導体スイッチと、前記半導体スイッチをオンオフ制御するための制御手段と、操作スイッチと、を備え、前記操作スイッチがオンされると、前記制御手段は、所定のスイッチング周期で前記半導体スイッチをオンオフ制御してから前記半導体スイッチをオン状態に維持することによって前記モータを通電し、前記操作スイッチがオフされると、前記制御手段は前記半導体スイッチをオフして前記モータへの通電を停止する。

本発明に係る貨物自動車は、車体と、前記車体に装着された荷台と、前記荷台に対して可動自在とされた可動部材と、前記可動部材を動かすための貨物自動車用油圧装置と、を備え、前記貨物自動車用油圧装置は、前記可動部材を動かすための油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータへ作動油を供給するための油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するためのモータと、前記モータを回転駆動させるための制御装置と、前記制御装置に接続されたバッテリと、を備え、前記制御装置は上記制御装置である。

本発明に係る制御装置及び貨物自動車によれば、操作スイッチがオンされると、制御手段は、所定のスイッチング周期で半導体スイッチをオンオフ制御してから半導体スイッチをオン状態に維持することによってモータを通電するので、モータ通電開始時における突入電流の発生を抑制できる。

本発明の実施形態に係る貨物自動車を示す斜視図。図１に示す貨物自動車が備える貨物自動車用油圧装置を示すブロック図。比較例と実施例におけるモータ通電開始時における電流値を比較して示す図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る貨物自動車について説明する。ここでは、貨物自動車としてウイング車を例に説明する。

図１及び図２を参照して、本実施形態に係る貨物自動車（ウイング車）１は、車体２１と、車体２１に装着された荷台２２と、荷台２２に対して回動自在とされたウイング（可動部材）２３と、ウイング２３を動かすための貨物自動車用油圧装置３（以下、「油圧装置」という）と、を備える。

油圧装置３は、ウイング２３を動かすための油圧アクチュエータ３１と、油圧アクチュエータ３１へ流路３５を介して作動油を供給するための油圧ポンプ３２と、油圧ポンプ３２を駆動するためのモータ３３と、モータ３３を回転駆動させるための制御装置４と、制御装置４に接続されたバッテリ３４と、を備える。

制御装置４は、第１及び第２半導体スイッチ５，６と、第１及び第２制御手段７，８と、使用者により操作されるキャブ内スイッチ９と、使用者により操作される一対の操作スイッチ１０と、を備え、一対の操作スイッチ１０には開操作スイッチ１０ａと閉操作スイッチ１０ｂが含まれる。

本実施形態においては、第１及び第２半導体スイッチ５，６としてそれぞれＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）を用いる。第１及び第２半導体スイッチ５，６のドレインはバッテリ３４に各々接続され、第１及び第２半導体スイッチ５，６のソースはそれぞれ第２制御手段８及びモータ３３に接続されている。また、第１及び第２半導体スイッチ５，６のゲートは第１及び第２制御手段７，８にそれぞれ接続されており、第１及び第２制御手段７，８によって第１及び第２半導体スイッチ５，６がそれぞれオンオフ制御されるようになっている。

制御手段７，８はそれぞれ、ドライバ７１，８１と、マイコン７２，８２と、を備える。マイコン７２，８２はＣＰＵ及びメモリ（何れも図示せず）を備えて構成され、外部からの信号に基づいてドライバ７１，８１を介して第１及び第２半導体スイッチ５，６をオンオフ制御する。なお、マイコン８２のメモリには後述の通電プログラムが格納されている。

かかる構成において、ウイング２３の開閉は次の様に行われる。まず、使用者によりキャブ内スイッチ９がオンされると、バッテリ３４から第１制御手段７に電力が供給され、第１制御手段７は第１半導体スイッチ５をオンさせる。これにより第２制御手段８に電力が供給されて第２制御手段８がスタンバイ状態となる。

次に、使用者により何れかの操作スイッチ１０（ここでは開操作スイッチ１０ａ）がオンされると、第２制御手段８は通電プログラムを実行することにより第２半導体スイッチ６をオンオフ制御してモータ３３を通電させる。より具体的に、この通電プログラムでは、第２制御手段８は所定のスイッチング周期で第２半導体スイッチ６をオンオフ制御してから第２半導体スイッチ６をオン状態に維持する。このように第２半導体スイッチ６を所定のスイッチング周期でオンオフ制御することにより突入電流の発生を抑えることができる。なお、上記オンオフ制御におけるスイッチング周期や、オンオフ制御を行う時間長さは、モータ３３の種類等に応じて適宜選択すればよいが、概ねスイッチング周期（制御周期）は１００μＳ～２００μＳ程度、オンオフ制御を行う時間長さは０．１秒～０．３秒とするのが好ましい。

そして、このようにしてモータ３３が通電されると、モータ３３により油圧ポンプ３２が作動し、作動油が油圧アクチュエータ３１に送出され、ウイング２３が開方向へ回動する。その後、使用者により操作スイッチ１０（開操作スイッチ１０ａ）がオフされると、第２制御手段８は第２半導体スイッチ６をオフしてモータ３３への通電を停止する。これにより、ウイング２３の開方向への回動が停止する。

閉操作スイッチ１０ｂがオンされた場合も同様に、第２制御手段８は上述の通電プログラムを実行してモータ３３を通電させる。即ち、第２半導体スイッチ６を所定のスイッチング周期でオンオフ制御を所定時間だけ行ってから第２半導体スイッチ６をオン状態に維持する。その結果、油圧ポンプ３２が作動して、作動油が油圧アクチュエータ３１に送出され、ウイング２３が閉方向へ回動する。その後、閉操作スイッチ１０ｂがオフされると、第２制御手段８は第２半導体スイッチ６をオフしてモータ３３への通電を停止する。これにより、ウイング２３の閉方向への回動が停止する。

なお、ウイング２３の回動方向（開方向又は閉方向）は、オンされた操作スイッチ１０の種類（開操作スイッチ１０ａ又は閉操作スイッチ１０ｂ）に応じて、流路３５に設けられた弁（図示せず）が切り替えられることにより制御され、このような構成は公知であるので詳細な説明は省略する。

このように、本実施形態においては、バッテリ３４とモータ３３との間に第２半導体スイッチ６を設け、操作スイッチ１０がオンされると、第２制御手段８は所定のスイッチング周期で第２半導体スイッチ６をオンオフ制御してから第２半導体スイッチ６をオン状態に維持することによってモータ３３を通電するので、突入電流の発生を大幅に抑制でき、突入電流を原因とするモータ３３やバッテリ３４の劣化を防止できると共に、バッテリ３４に接続された他の機器（計器等（図示せず））における誤作動の発生を防止できる。

ここで、ウイング２３の開き始めは荷台２２内部が負圧になることから、使用者は開操作スイッチ１０ａのオンオフを繰り返してウイング２３の開方向への回動を段階的に徐々に行うのが常であるところ、従来の構成では開操作スイッチ１０ａのオンオフを繰り返す毎に突入電流が流れることになり、モータ３３へのダメージも大きかったが、本実施形態によればこのような不都合は生じない。

［実施例］
図３に、従来の方法でモータ３３を通電させた場合（比較例）と本実施形態の方法でモータ３３を通電させた場合（実施例）における電流波形を示す。比較例では、半導体スイッチ６に代えて電磁スイッチを用いた点を除き、その他の条件は実施例と同一とした。また、実施例におけるスイッチング周期（制御周期）は１００μＳ（１０ｋＨｚ）とし、オンオフ制御を行う時間長さは０．２秒とした。また、図３に示すＴ１は操作スイッチ１０がオンされたタイミングである。

その結果、比較例では約５０Ａの稼働電流で安定する前に最大約３２０Ａの突入電流が発生しているのに対して、実施例では約５０Ａの稼働電流で安定する前における最大電流値は約７０Ａであり、比較例と比較して突入電流値を約１／４．５の値にまで抑制できた。

以上、本発明の実施形態に係る貨物自動車について添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。

例えば、上記実施形態においては可動部材としてウイングを備えたウイング車の場合を例に説明したが、貨物自動車はウイング車に限定されず、例えば荷役用昇降装置を備えたものであっても良い。荷役用昇降装置としては例えばテールゲートリフト装置が挙げられ、この場合における可動部材としては荷台に対して昇降可能とされたテールゲートがある。

また、上記実施形態においては第１，第２半導体スイッチ５，６としてＭＯＳＦＥＴを用いたが、本発明はこれに限定されず、他の半導体スイッチを用いても良い。

１貨物自動車
３貨物自動車用油圧装置
４制御装置
６第２半導体スイッチ（半導体スイッチ）
８第２制御手段（制御手段）
１０操作スイッチ
２１車体
２２荷台
２３ウイング（可動部材）
３１油圧アクチュエータ
３２油圧ポンプ
３３モータ
３４バッテリ

Claims

バッテリとモータを備える貨物自動車用油圧装置において用いられる制御装置であって、
前記バッテリと前記モータとの間に介在する半導体スイッチと、
前記半導体スイッチをオンオフ制御するための制御手段と、
操作スイッチと、を備え、
前記操作スイッチがオンされると、前記制御手段は、所定のスイッチング周期で前記半導体スイッチをオンオフ制御してから前記半導体スイッチをオン状態に維持することによって前記モータを通電し、
前記操作スイッチがオフされると、前記制御手段は前記半導体スイッチをオフして前記モータへの通電を停止し、
前記スイッチング周期は１００μＳ～２００μＳであり、前記半導体スイッチをオンオフ制御する時間長さは０．１秒から０．３秒である制御装置。
する制御装置。
前記バッテリと前記制御手段との間に介在する他の半導体スイッチと、
前記他の半導体スイッチをオンオフ制御するための他の制御手段と、
キャブ内スイッチと、を更に備え、
前記キャブ内スイッチがオンされると、前記他の制御手段は前記他の半導体スイッチをオンさせ、これにより前記制御手段に電力が供給され、
前記制御手段に電力が供給されている状態において前記操作スイッチがオンされると、前記制御手段は、所定のスイッチング周期で前記半導体スイッチをオンオフ制御してから前記半導体スイッチをオン状態に維持することによって前記モータを通電する請求項１に記載の制御装置。
前記半導体スイッチ及び前記他の半導体スイッチはＭＯＳＦＥＴであって、
前記半導体スイッチ及び前記他の半導体スイッチのドレインは前記バッテリにそれぞれ接続され、
前記半導体スイッチのソースは前記モータに接続され、
前記他の半導体スイッチのソースは前記制御手段に接続され、
前記半導体スイッチのゲートは前記制御手段に接続され、
前記他の半導体スイッチのゲートは前記他の制御手段に接続されている請求項２に記載の制御装置。
車体と、
前記車体に装着された荷台と、
前記荷台に対して旋回可能に構成されたウイングと、
前記ウイングを動かすための貨物自動車用油圧装置と、を備え、
前記貨物自動車用油圧装置は、前記ウイングを動かすための油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータへ作動油を供給するための油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するためのモータと、前記モータを回転駆動させるための制御装置と、前記制御装置に接続されたバッテリと、を備え、
前記制御装置は請求項１～３の何れかに記載の制御装置である貨物自動車。