垃圾收集车的制作方法

专利名称：垃圾收集车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾收集车，其搭载蓄电池，并搭载有通过该蓄电池的电力进行 驱动的垃圾装载装置。
背景技术：
近年来，积极实现汽车的电动化，对于垃圾收集车，电动式垃圾收集车也被实用 化，该电动式垃圾收集车从车辆外部的固定电源接受电力供给，使垃圾装载装置动作。
另外，如专利文献1记载的发明所示，还存在一种在车辆中搭载蓄电池，利用该蓄 电池驱动垃圾装载装置的技术。
在这里，由于垃圾收集车市场与汽车相比非常小，如汽车经销商这样的维修基础 设施还不完备，所以当前由用户自己实施保养、或在附近的个人经营等的保养工厂中实施 保养。由于如上所述垃圾收集车由不特定的多人进行保养，所以从安全角度出发，优选电动 式垃圾收集车的蓄电池电压设为不可能产生死亡事故的电压(小于或等于DC 42V)，或者 设为健康者仅仅接触就会死亡的危险性较低的电压(小于或等于DC 100V)。
专利文献1 日本特开2005-3^871号公报发明内容
但是，在垃圾装载装置中的垃圾压缩工序中，由于驱动垃圾装载装置的电动机需 要较高扭矩，所以在蓄电池电压较低的情况下，会短时间内以大电流进行放电。例如在2吨 压力车的情况下，以大于或等于400A的大电流进行放电。
在上述大电流的放电由铅蓄电池进行的情况下，其会很快恶化。并且，由于垃圾收 集车定期进行垃圾压缩工序，所以存在大电流的放电次数较多而蓄电池恶化显著的问题。
本发明就是鉴于上述现有技术中的问题而提出的，其课题在于提供一种垃圾收集 车，其可以使垃圾装载装置的驱动源即蓄电池低电压化而确保安全，并且可以使蓄电池长 寿命化。
用于解决上述课题的技术方案1所述的发明是一种垃圾收集车，其将投入至垃圾 投入箱中的垃圾装载至垃圾收容箱中，
其特征在于，具有
垃圾装载装置，其执行包括压缩工序和装载工序在内的规定垃圾装载循环，该压 缩工序对所述垃圾投入箱内的垃圾进行压缩，该装载工序将由该压缩工序压缩后的垃圾装 载在所述垃圾收容箱中；
电动机，其驱动所述垃圾装载装置；以及
锂离子蓄电池，其向所述电动机供给电力。
技术方案2所述的发明为技术方案1所述的垃圾收集车，其特征在于，所述锂离子 蓄电池配置在所述垃圾收容箱的下方。
技术方案3所述的发明为技术方案2所述的垃圾收集车，其特征在于，所述锂离子蓄电池隔着绝热材料而固定在车体框架或所述垃圾收容箱上。
技术方案4所述的发明为技术方案1至3中任意一项所述的垃圾收集车，其特征 在于，具有
行驶用的发动机；
行驶用的铅蓄电池，其具有与所述锂离子蓄电池不同的电压；
PTO装置，其取得所述发动机的动力而驱动下述液压泵；
液压泵，其由所述PTO装置或所述电动机进行驱动，用于驱动所述垃圾装载装置；
控制装置，其通过控制由所述液压泵加压的动作油向所述垃圾装载装置的输出， 从而控制所述垃圾装载装置的动作；以及
变换器，其将所述锂离子蓄电池的电压变换为所述控制装置的输入电源电压范 围，
该垃圾收集车，在由所述PTO装置驱动所述液压泵时，所述控制装置将所述铅蓄 电池作为电源，
在由所述电动机驱动所述液压泵时，所述控制装置经由所述变换器而将所述锂离 子蓄电池作为电源。
发明的效果
根据本发明，由于锂离子蓄电池与铅蓄电池相比，具有即使以大电流进行放电也 难以恶化的特性，所以，可以承受定期的大电流的放电，可以不使输出电力降低而进行蓄电 池的低电压化。
另外，作为锂离子蓄电池，具有不产生通过反复进行较浅的充放电而使蓄电池恶 化的“记忆效果”的优点，即使在短时间内反复充放电的环境中使用的情况下，也不会如其 他蓄电池那样急剧恶化。除此之外，锂离子蓄电池的循环寿命也比其他蓄电池长。
由此，根据本发明，具有下述效果，S卩，可以使垃圾装载装置的驱动源即蓄电池低 电压化而确保安全，并且可以使蓄电池长寿命化。
由于在垃圾收集车中，将各种垃圾进行压缩后进行装载，所以在没有对喷雾罐等 存在着火危险性的垃圾安全地进行处理的情况下，最坏情况为有可能发生火灾事故。
另一方面，由于锂离子蓄电池的电解液为有机溶剂，所以在异常发热时，有可能着 火。
但是，根据技术方案2所述的发明，由于锂离子蓄电池配置在垃圾收容箱的下方， 所以来自垃圾收容箱的热量难以传递。具体地说，由于在垃圾收容箱内较热的空气停滞在 上部，所以锂离子蓄电池距离垃圾收容箱内的高温部较远，具有下述效果，即，可以抑制锂 离子蓄电池的着火现象，并且防止锂离子蓄电池的恶化。
另外，根据技术方案3所述的发明，由于锂离子蓄电池隔着绝热材料固定在车体 框架或垃圾收容箱上，所以在垃圾收容箱内发生火灾时，来自车体框架或垃圾收容箱的热 量由绝热材料隔断，具有抑制锂离子蓄电池的着火现象且防止锂离子蓄电池恶化的效果。
另外，根据技术方案4所述的发明，在通过PTO装置取得行驶用的发动机的动力而 驱动垃圾装载装置的液压泵的情况下，垃圾装载装置的控制装置以铅蓄电池作为电源，另 一方面，在通过将锂离子蓄电池作为电源的电动机驱动垃圾装载装置的液压泵的情况下， 垃圾装载装置的控制装置经由变换器将锂离子蓄电池作为电源，因此，在电气驱动垃圾装载装置时，可以通过锂离子蓄电池使其控制装置动作，具有下述效果，即，减轻铅蓄电池的 负担，防止铅蓄电池的恶化，可以实现长寿命化。另外，在电气驱动垃圾装载装置时，为了降 低噪声而使行驶用的发动机停止，所以可以防止铅蓄电池的蓄电池溢液。


图1是本发明的一个实施方式所涉及的垃圾收集车的概略侧视图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的垃圾收集车的概略俯视图。
图3是本发明的一个实施方式所涉及的垃圾收集车所搭载的垃圾装载装置的驱 动 控制系统的系统结构图。
图4是表示本发明的一个实施方式所涉及的垃圾收集车所搭载的锂离子蓄电池 的搭载构造的剖面示意图。
图5(a)是表示本发明的一个实施方式所涉及的垃圾收集车所搭载的锂离子蓄电 池的搭载构造例的剖面图。(b)是图(a)中的螺栓紧固部分的放大图。
图6是表示本发明的一个实施方式所涉及的电动系统的启动处理的流程的流程 图。
图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的电动系统的停止处理的流程的流程 图。
图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的锂离子蓄电池的充电控制的流程的 流程图。
图9是表示本发明的一个实施方式所涉及的PTO系统的启动处理的流程的流程 图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的一个实施方式。下面仅为本发明的一个实施方式， 并不是限定本发明。
如图1所示，本实施方式的垃圾收集车1具有垃圾收容箱2、垃圾投入箱3和垃圾 装载装置4。
垃圾收容箱2经由副车架6搭载在车体框架5上。垃圾投入箱3与垃圾收容箱2 的后端开口部连结，垃圾收容箱2的后端开口与垃圾投入箱3的内部空间连通。
垃圾装载装置4在垃圾投入箱3内构成。作为垃圾装载装置4，如公知所示，执行 包括压缩工序和装载工序在内的垃圾装载循环，该压缩工序对投入并保持在垃圾投入箱3 的底部3a的垃圾进行压缩，该装载工序将由该压缩工序压缩后的垃圾装载在垃圾收容箱2 中。作为公知的一个例子，已知下述方式的垃圾装载装置，即，该垃圾装载装置4下部具有 旋转板，上部具有压入板。压入板前后摆动。上述压缩工序利用旋转板进行，上述装载工序 利用压入板进行。作为另一个例子，已知利用上下运动及旋转的板进行上述压缩工序及上 述装载工序的方式的垃圾装载装置。作为垃圾装载装置4可以应用任一种方式，也可以应 用其他方式。由于在压缩工序中，垃圾装载装置4需要明显较大的输出，所以在利用蓄电池 的电力驱动垃圾装载装置4的情况下，需要大电流的放电。该大电流的放电通过锂离子蓄 电池8供给。
如图1及图2所示，垃圾收集车1具有电动机7，其驱动垃圾装载装置4 ；以及锂 离子蓄电池8，其向电动机7供给电力。
在本实施方式中，由于使垃圾装载装置4为液压驱动式，所以电动机7直接驱动垃 圾装载装置4的液压泵9，经由液压泵9驱动垃圾装载装置4。
在收容锂离子蓄电池8的蓄电池盒14内，搭载有生成电动机7的驱动电流的内置 逆变器的控制器13。
如图2所示，垃圾收集车1具有行驶用的发动机10、行驶用的铅蓄电池11和PTO 装置12。
此外，详细如图3所示，垃圾收集车1具有传动装置15、车辆侧E⑶16、操作开关 17、DC-DC变换器18、蓄电池控制单元19和充电器20。
PTO装置12经由传动装置15取得发动机10的旋转动力的一部分，对液压泵9进 行旋转驱动。
PTO装置12、电动机7以及液压泵9的各旋转部，可传递动力地连结。在本实施方 式中，示出PTO装置12、电动机7及液压泵9的传动轴为一条直线状，在PTO装置12和液压 泵9之间配置电动机7的方式，但本发明的实施方式不限定于该方式。也可以是专利文献 1所示的液压泵和电动机并排配置的方式等其他各种方式。只要是液压泵9既可以由PTO 装置12驱动，也可以由电动机7驱动的结构即可。
蓄电池控制单元19被控制为，使锂离子蓄电池8的电池电压平衡。另外，蓄电池 控制单元19对电压、电流、电池温度进行测量，检测蓄电池的异常。
内置逆变器的控制器13，将锂离子蓄电池8的直流输出变换为用于驱动电动机7 的规定的交流电，并向电动机7输出，对电动机7进行旋转驱动。
在PTO装置12停止时，通过电动机7的旋转输出而旋转驱动液压泵9。液压泵9 向在垃圾装载装置4中构成的加压油路中加压输送动作油。
垃圾装载装置4由驱动旋转板等可动板的液压电动机或液压缸等液压动力装置、 和控制从加压油路至液压动力装置的液压输出的电磁驱动式的各电磁阀如构成。
车辆侧ECU 16是控制垃圾收集车1的各部分的控制装置，兼作为控制垃圾装载装 置4的动作的控制装置。
车辆侧ECU 16根据来自操作开关17的启动命令等操作输入，向传动装置15或内 置逆变器的控制器13施加指令，利用PTO装置12或电动机7使液压泵9进行动作。在此 基础上，车辆侧ECU 16通过控制垃圾装载装置4的各电磁阀如的开闭动作，控制来自液压 泵9的动作油向垃圾装载装置4的输出，从而控制垃圾装载装置4的动作，执行上述垃圾装 载循环。
锂离子蓄电池8是在利用电动系统EPS驱动垃圾装载装置4时使用的动力用及控 制用电源，在对垃圾装载装置4进行发动机驱动时不使用。对于充电，使用与蓄电池一起搭 载的充电器20，从外部将AC 100V或AC 200V电源与充电器20进行连接而进行。
铅蓄电池11是搭载在车体框架5上的行驶用的通用蓄电池，是用于车辆的发动机 10的驱动 控制的电源，在利用PTO装置12进行垃圾装载作业时，也作为车辆侧E⑶16的 电源使用。
垃圾装载装置4主要由电动系统EPS驱动，在锂离子蓄电池8的电力耗尽而电动系统EPS无法动作时，从电动系统EPS切换至由PTO装置12驱动垃圾装载装置4的驱动系 统，继续通过垃圾装载装置4进行装载作业。
在本实施方式中，铅蓄电池11的电压为MV，锂离子蓄电池8的电压为36V。
利用DC-DC变换器18，将锂离子蓄电池8的电压变换至车辆侧E⑶16的输入电源 电压范围(在本实施方式中为MV)而向车辆侧ECU供给。
如上述所示，由于在由PTO装置12驱动液压泵9时，主要是锂离子蓄电池8的电 力耗尽的情况，所以车辆侧E⑶16以铅蓄电池11作为电源进行动作，但在通过电动机7驱 动液压泵9时，车辆侧E⑶16经由DC-DC变换器18而以锂离子蓄电池8作为电源进行动作。
下面，参照图4、图5，针对锂离子蓄电池8的搭载构造进行说明。
锂离子蓄电池8配置在垃圾收容箱2的下方。锂离子蓄电池8隔着绝热材料固定 在车体框架5或垃圾收容箱2上。在本实施方式中，示出将锂离子蓄电池8固定在车体框 架5上的情况。
如图4所示，经由绝热材料21而将L字框架22的一端部固定在车体框架5上，经 由绝热材料23而将L字框架22的另一端部固定在蓄电池盒14的底部上。由此，蓄电池盒 14及收容在其中的锂离子蓄电池8配置在垃圾收容箱2的下方，与垃圾收容箱2隔着距离 配置。由此，在垃圾收容箱2内垃圾着火时，可以减少向锂离子蓄电池8的热传递。
在将锂离子蓄电池8向垃圾收容箱2固定的情况下，也优选将蓄电池盒14及锂离 子蓄电池8配置在垃圾收容箱2的下方，与垃圾收容箱2隔着距离配置，并且在垃圾收容箱 2的安装部上，也利用绝热材料隔断热传递。
在图5中示出锂离子蓄电池8的搭载构造的更具体的结构。
在图5所示的搭载构造例中，L字框架22的一端部配置在车体框架5和绝热材料 按压部件M之间，在与车体框架5之间安装绝热材料21a，在与绝热材料按压部件M之间 安装绝热材料21b，通过螺栓螺母25紧固固定。
另一方面，蓄电池盒14的底板部沈配置在L字框架22的另一端部和绝热材料按 压部件27之间，在与L字框架22的另一端部之间安装绝热材料23a，在与绝热材料按压部 件27之间安装绝热材料23b，通过螺栓螺母观紧固固定。
下面，参照图6 图9，针对系统控制例进行说明。
首先，参照图6说明电动系统EPS的启动处理的流程。
如图6所示，车辆侧E⑶16判断电动系统EPS的启动开关是否接通(步骤Si)。
如果电动系统EPS的启动开关接通(在步骤Sl中为是)，则判断蓄电池8是否充 电中(步骤S2)。
如果蓄电池8不是充电中(在步骤S2中为否)，则基于蓄电池控制单元19的检测 信号，判断蓄电池8是否存在电池电压的不均衡或高温等异常(步骤S3)。
如果蓄电池8没有异常(在步骤S3中为否)，则判断内置逆变器的控制器13是否 存在故障等异常(步骤S4)。
如果内置逆变器的控制器13没有异常(在步骤S4中为否)，则进行内置逆变器的 控制器13的准备(ready)处理，如果内置逆变器的控制器13的准备处理完成(在步骤S5 中为是)，则判断电动机7的转速是否为0(步骤S6)。7
如果电动机7的转速为0 (在步骤S6中为是)，则判断PTO装置12是否为ON (步 骤 S7)。
如果PTO装置12为OFF (在步骤S7中为否)，则启动电动系统EPS。
下面，参照图7，针对电动系统EPS的停止处理的流程进行说明。
如图7所示，车辆侧E⑶16判断电动系统EPS的启动开关是否关闭(步骤Sll)。
如果电动系统EPS的启动开关关闭(在步骤Sll中为是)，则判断内置逆变器的控 制器13是否为输出动作中(步骤S12)。
如果内置逆变器的控制器13不是输出动作中(在步骤S12中为否)，则直接将电 动系统EPS保持为停止状态，如果内置逆变器的控制器13为输出动作中(在步骤S12中为 是)，则将其强制停止(步骤Si； )，然后直接将电动系统EPS保持为停止状态，为再启动做 准备。
下面，参照图8，针对锂离子蓄电池8的充电控制的流程进行说明。
此外，锂离子蓄电池8的充电控制装置由车辆侧E⑶16及蓄电池控制单元19构 成。
如图8所示，充电控制装置判断充电开关是否接通(步骤S21)。
如果充电开关未接通(在步骤S21中为否)，则将充电器20维持为OFF(步骤 S26)，如果充电开关接通(在步骤S21中为是)，则判断电动机7是否为驱动中(步骤S22)。
如果电动机7为驱动中(在步骤S22中为是)，则将充电器20维持为OFF (步骤 S26)，如果电动机7不是驱动中(在步骤S22中为否)，则判断在充电器20中附加设置的插 座是否连接了外部供给电源(步骤S23)。
如果在充电器20中附加设置的插座没有连接外部供给电源(在步骤S23中为 否)，则将充电器20维持为OFF (步骤S26)，如果在充电器20中附加设置的插座连接了外 部供给电源(在步骤S23中为是)，则将充电器20置为ON而执行充电(步骤S24)。
然后，直至充满电(在步骤S27中为是)为止，基于蓄电池控制单元19的检测信 号，监视蓄电池8是否存在异常(步骤S25)，如果存在，则使充电器20为OFF (步骤S26)。
如果蓄电池8不产生异常而是充满电(在步骤S27中为是)，则结束充电。
下面，参照图9，说明PTO系统的启动处理的流程。
此外，将PTO系统的启动开关设置在垃圾装载装置的操作盘和车辆侧这两处。
如图9所示，车辆侧E⑶16判断垃圾装载装置的操作盘上的PTO系统的启动开关 是否接通(步骤S31)。
如果PTO系统的启动开关接通(在步骤S31中为是)，则使电动系统EPS为OFF (步 骤S32)，判断发动机10是否为ON(步骤S33)。
如果发动机10为0N(在步骤S33中为是)，则判断车辆侧的PTO系统的启动开关 是否接通(步骤S34)。
如果车辆侧的PTO系统的启动开关接通(在步骤S34中为是)，则通过发动机10 驱动PTO装置12。
权利要求
1.一种垃圾收集车，其将投入至垃圾投入箱中的垃圾装载至垃圾收容箱中， 其特征在于，具有垃圾装载装置，其执行包括压缩工序和装载工序在内的规定垃圾装载循环，该压缩工 序对所述垃圾投入箱内的垃圾进行压缩，该装载工序将由该压缩工序压缩后的垃圾装载在 所述垃圾收容箱中；电动机，其驱动所述垃圾装载装置；以及 锂离子蓄电池，其向所述电动机供给电力。
2.根据权利要求1所述的垃圾收集车，其特征在于， 所述锂离子蓄电池配置在所述垃圾收容箱的下方。
3.根据权利要求2所述的垃圾收集车，其特征在于，所述锂离子蓄电池隔着绝热材料而固定在车体框架或所述垃圾收容箱上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的垃圾收集车，其特征在于，具有 行驶用的发动机；行驶用的铅蓄电池，其具有与所述锂离子蓄电池不同的电压； PTO装置，其取得所述发动机的动力而驱动下述液压泵； 液压泵，其由所述PTO装置或所述电动机进行驱动，用于驱动所述垃圾装载装置； 控制装置，其通过控制由所述液压泵加压的动作油向所述垃圾装载装置的输出，从而 控制所述垃圾装载装置的动作；以及变换器，其将所述锂离子蓄电池的电压变换为所述控制装置的输入电源电压范围， 该垃圾收集车，在由所述PTO装置驱动所述液压泵时，所述控制装置将所述铅蓄电池 作为电源，在由所述电动机驱动所述液压泵时，所述控制装置经由所述变换器而将所述锂离子蓄 电池作为电源。
全文摘要
本发明提供一种垃圾收集车，其可以通过使作为垃圾装载装置的驱动源的蓄电池低电压化而确保安全，并可以使蓄电池长寿命化。本发明的垃圾收集车具有驱动垃圾装载装置的电动机和向电动机供给电力的锂离子蓄电池。蓄电池配置在垃圾收容箱的下方，隔着绝热材料固定在车体框架或垃圾收容箱上。还具有行驶用发动机；行驶用铅蓄电池；PTO装置；液压泵，其通过PTO装置或电动机驱动，驱动垃圾装载装置；控制装置，其控制垃圾装载装置的动作；以及变换器，其将蓄电池的电压变换至控制装置的输入电源电压范围，在通过PTO装置驱动液压泵时，控制装置将铅蓄电池作为电源，在通过电动机驱动液压泵时，驱动装置经由变换器将锂离子蓄电池作为电源。
文档编号B65F3/14GK102030167SQ201010291739
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月21日 优先权日2009年9月25日
发明者小凑祐树, 间桥利行 申请人:富士重工业株式会社