JP2002235572A - ハイブリッド方式による走行型農作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン１１及び発電動機１２の２種類の動
力源を備えたハイブリッド農作業機において、作業者
が、農作業か路上走行かを選択するのと同様な基準で、
エンジン駆動モードとモータ駆動モードとを選択できる
ようにする。 【解決手段】 電源を入り切り操作するメインスイッチ
５１と、動力源１１，１２のうちいずれか一方が駆動す
るモードに切り替え操作する選択スイッチ５４と、当該
選択スイッチ５４の切り替え操作に応じて前記動力源１
１，１２のうちいずれか一方を駆動させるコントローラ
１４とを備え、コントローラ１４は、メインスイッチ５
１が入り状態のときには、選択スイッチ５４にてエンジ
ン駆動モードとモータ駆動モードとを選択できるように
制御し、メインスイッチ５１が切り状態のときには、両
駆動モードとも作動しないように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圃場内を走行しつ
つ耕うんや田植え等の各種農作業を実行する走行型農作
業機に係り、より詳しくは、エンジン及び電動モータの
２種類の動力源を備えたハイブリッド方式による走行型
農作業機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、低公害、低燃費を実現するため、
耕うん機や田植え機等の走行型農作業機には、その走行
機体に搭載した動力源として、ディーゼルエンジンやガ
ソリンエンジン等のエンジンと、直流モータ、サイリス
タモータまたは誘導電動機等の電動モータとの２種類を
備えたハイブリッド方式のものがある。

【０００３】当該ハイブリッド方式による走行型農作業
機（以下、ハイブリッド農作業機と称する）では、前記
エンジンの動力にて駆動する発電機と、この発電機にて
充電する蓄電池とが備わっている。前記各動力源の動力
は、前記走行機体における左右一対の前後輪（四輪）等
の走行部やロータリ式耕うん機構等の作業部に伝達され
て、これら各部に所定の仕事をなさしめる。

【０００４】そして、前記動力源のうちエンジンが駆動
する場合は、このエンジンからの動力伝達により駆動す
る発電機にて生じた発電電力が前記蓄電池に充電される
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般の走行
型農作業機では、農作業時または路上走行時のいずれの
場合も、その走行速度はあまり速くないから、路上走行
専用のハイブリッド車のように、車速の大小またはアク
セル手段の操作位置に応じて、エンジンを駆動させるか
電動モータを駆動させるかの選択を実行することが困難
であった。

【０００６】しかも、このような走行型農作業機では、
一般に、農作業に必要な動力（負荷）が大きいから、こ
のような作業を電動モータの駆動で行うことは、実質上
不可能であった。

【０００７】そこで、本発明は、作業者が、農作業か路
上走行かを選択するのと同様な基準で、エンジンが駆動
するモード（以下、エンジン駆動モードと称する）と電
動モータが駆動するモード（以下、モータ駆動モードと
称する）とを選択できるようにしたハイブリッド農作業
機を提供することを技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るハイブリッ
ド農作業機は、走行機体に、動力源としてのエンジン及
び電動モータと、前記エンジンの動力にて駆動する発電
機と、この発電機にて充電する蓄電池と、前記各動力源
の動力を前記走行機体の作業部や走行部へ伝達する動力
伝達機構とを搭載するように構成されている。

【０００９】前述の技術的課題を解決するため、請求項
１の発明は、ハイブリッド農作業機全体の電源を入り切
り操作するメインスイッチと、前記動力源のうちいずれ
か一方が駆動するモードに切り替え操作する選択スイッ
チと、当該選択スイッチの切り替え操作に応じて前記動
力源のうちいずれか一方を駆動させるコントローラとを
備えており、前記メインスイッチが入り状態のときに
は、前記コントローラが前記選択スイッチにてエンジン
駆動モードとモータ駆動モードとを選択できるように制
御し、前記メインスイッチが切り状態のときには、前記
コントローラが両駆動モードとも作動しないように制御
することを特徴としている。

【００１０】請求項２の発明では、請求項１の記載にお
いて、前記エンジン駆動モードの実行時に、操作位置に
応じて前記エンジンの出力を調節するように構成したア
クセルレバーと、前記モータ駆動モードの実行時に、操
作位置に応じて前記電動モータの出力を調節するように
構成したアクセルペダルとを、前記走行機体の操縦部に
設けている。

【００１１】請求項３の発明では、請求項２の記載にお
いて、前記アクセルペダルの操作位置を検出するための
ペダル位置センサを、前記アクセルペダルに、または、
その近傍の位置に設けている。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
うちいずれかの記載において、前記走行機体の作業部に
は、この作業部の作動状態を検出するための検出手段を
設けており、前記コントローラは、前記エンジン駆動モ
ードの実行時に、前記検出手段からの検出情報に基づい
て前記発電機による発電電力の強弱を切り替えるように
制御することを特徴としている。

【００１３】さらに、請求項５の発明では、請求項１〜
４のうちいずれかの記載において、前記電動モータ及び
前記発電機として、これら両機能を兼用する発電動機を
採用している。

【００１４】

【発明の効果】請求項１のように構成すると、メインス
イッチが入り状態のときには、選択スイッチにてエンジ
ン駆動モードとモータ駆動モードとを選択することがで
き、メインスイッチが切り状態のときには、両駆動モー
ドとも作動しないようになっているから、作業者は、前
記メインスイッチが入り状態であれば、前記選択スイッ
チの切り替え操作にて、農作業の場合は前記エンジンを
駆動させ、路上走行の場合は前記電動モータを駆動させ
るというように、作業状態に応じて動力源を選択でき、
農作業や路上走行等を効率よく実行できる。

【００１５】前記メインスイッチを切り状態のときは、
前記エンジン及び前記電動モータが駆動しないから、い
ずれの駆動モードの場合であっても、作業者が前記メイ
ンスイッチを切り操作するだけで、簡単かつ確実に、動
力源の駆動を停止させることができる。

【００１６】請求項２のように構成すると、走行機体の
操縦部に前記エンジン駆動モードの実行時に、操作位置
に応じて前記エンジンの出力を調節するように構成した
アクセルレバーと、前記モータ駆動モードの実行時に、
操作位置に応じて前記電動モータの出力を調節するよう
に構成したアクセルペダルとを設けているから、前記選
択スイッチの切り替え操作にて前記エンジン駆動モード
を選択した場合は、前記アクセルレバーを前後回動させ
ることにより、前記走行機体の走行速度を変更させるこ
とができる。一方、前記モータ駆動モードを選択した場
合は、作業者がアクセルペダルを踏み込んだり、踏み込
みを緩めたりすることにより、前記走行機体の走行速度
を変更させることができる。

【００１７】特に、請求項３のように、ペダル位置セン
サを、前記アクセルペダルに、または、その近傍の位置
に設けると、前記アクセルペダルの操作（踏み込み）位
置を的確に検出できる。

【００１８】請求項４のように構成すると、前記エンジ
ン駆動モードの実行時に、前記走行機体の作業部に設け
た検出手段からの検出情報に基づいて前記発電機による
発電電力の強弱を切り替えるようになっているから、耕
うん作業のように、前記エンジンにかかる負荷が大きい
場合には、蓄電池への充電による前記エンジンの負荷を
小さくすることができ、圃場の畦近傍等で前記走行機体
がＵターンする場合のように、前記エンジンにかかる負
荷が比較的小さい場合には、効率よく前記蓄電池に充電
することができる。

【００１９】さらに、請求項５のように、前記電動モー
タ及び前記発電機として、これら両機能を兼用する発電
動機を採用した場合には、部品点数を低減して、かつ、
設置場所を小さくできて農作業機をコンパクトにできる
とともに、製造コストの低減も可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面に基づいて説明する。

【００２１】図１及び図２に示すように、本発明を適用
したハイブリッド耕うん機においては、平面視略門型の
機体フレーム２を有する走行機体１が、走行部としての
左右一対の前輪３，３と、同じく左右一対の後輪４，４
とにより支持されている。

【００２２】走行機体１の前部には、操縦席５や走行機
体１を操向操作する操向丸ハンドル６等を備えた操縦部
が配置されている。この操縦部は、機体フレーム２の前
後方向中途部に立設した正面視略門型のロールバー７
と、機体フレーム２の前端に立設した左右一対の支持バ
ー９，９と、ロールバー７の上端と支持バー９，９の上
端とに架け渡すように取り付けたルーフ体８とで囲まれ
ている。両支持バー９，９の前面にはアクリル板等製の
ウインドシールド１０が配設されている。

【００２３】操縦席５の後部には、エンジン１１と、電
動モータ及び発電機の両方の機能を有する発電動機１２
とが、エンジン１１を上側に、発電動機１２を下側にし
て配設されている。本実施形態では、エンジン１１と発
電動機１２とが請求項に記載の動力源に相当する。

【００２４】なお、エンジン１１は、ディーゼルエンジ
ンやガソリンエンジン等、様々なタイプのものを採用で
きる。本実施形態では、部品点数の低減及び製造コスト
の低減等のため、電動モータ及び発電機の両方の機能を
有する直流式の発電動機１２が採用されているが、電動
モータと発電機とを別々に設けてもよい。電動モータ
は、直流モータ、サイリスタモータ、誘導電動機等が使
用できる。発電機は、自動車におけるゼネレータとして
のオルタネータ（半導体整流方式）等を用いてもよい。

【００２５】操縦席５の下部には、各動力源（エンジン
１１と発電動機１２）の動力を適宜変速して左右一対の
前輪３，３及び後輪４，４に伝達する動力伝達機構１３
と、後述するコントローラ１４を格納したコントローラ
ボックス１５と、燃料タンク１６とが搭載されている。

【００２６】また、走行機体１の前端に取り付けた受け
台１７には、発電動機１２にて充電する動力用蓄電池１
８（本実施形態では４８Ｖ）と、エンジン１１に備わる
ダイナモ１１ｂ（図１０参照）にて充電する電気制御用
蓄電池１９（本実施形態では１２Ｖ）とが配置されてい
る。これら両蓄電池１８，１９の配置位置を走行機体１
の前端としたのは、当該両蓄電池１８，１９の重量が相
対的に大きいことを考慮して、走行機体１における前後
の車軸荷重のバランスをよくするためである。なお、当
該両蓄電池１８，１９は、圃場の土や雨水等を被らない
ように、着脱可能または開閉可能に構成したカバー体２
０（図２参照）にて覆われている。

【００２７】一方、走行機体１の後部には、作業部とし
てのロータリ式耕うん機構２１が単動式の油圧シリンダ
２２を介して昇降調節可能に配設されている。図２に示
すように、ロータリ式耕うん機構２１におけるリアカバ
ー体２３は、当該ロータリ式耕うん機構２１の上部に上
下摺動自在に設けたハンガーロッド２４の下端部と連結
することによって、上下搖動自在となるように構成され
ている。

【００２８】また、このロータリ式耕うん機構２１に
は、圃場に摺接する耕うん位置（図２の２点鎖線状態の
位置）にある場合のリアカバー体２３における長手方向
中途部に当接することにより、ロータリ式耕うん機構２
１が耕うん状態であるか否かを検出する検出手段として
のリミットスイッチ２５が取り付けられている（詳細は
後述する）。

【００２９】次に、ハイブリッド耕うん機の動力伝達系
統を図３に基づいて説明する。

【００３０】エンジン１１における出力軸２６の端部に
は、３連プーリ２７が固設されており、エンジン１１か
らの出力は、３連プーリ２７のうちエンジン１１から遠
い側の２つのプーリよりＰＴＯ軸２８に分岐して、ロー
タリ式耕うん機構２１に動力伝達される。

【００３１】３連プーリ２７のうちエンジン１１寄りの
プーリと、動力伝達機構１３における入力軸２９の長手
方向中途部にワンウェイクラッチ３０を介して取り付け
たプーリ３１との間には、ベルト３２が巻回されてい
る。ワンウェイクラッチ３０を介設したことによって、
エンジン１１からの出力は、出力軸２６から動力伝達機
構１３の入力軸２９にはベルト３２を介して動力伝達さ
れるが、動力伝達機構１３の入力軸２９から出力軸２６
には動力伝達されないようになっている。

【００３２】操縦席５の下部に搭載した動力伝達機構１
３は、前記した入力軸２９と、変速機構３３と、それぞ
れにサイドクラッチ３４を有する左右一対の第１出力軸
３５と、クラッチ付きの第２出力軸３６とにより構成さ
れている。動力伝達機構１３の入力軸２９の端部にもプ
ーリ３７が固設されており、このプーリ３７と発電動機
１２における出入力軸３８上のプーリ３９との間に巻回
したベルト４０を介して、動力伝達機構１３の入力軸２
９と発電動機１２との間では相互に動力伝達するように
なっている。

【００３３】動力伝達機構１３の入力軸２９に伝わった
動力は、変速機構３３にて適宜変速されて、左右両第１
出力軸３５，３５から、走行機体１の前後に延びる左右
一対の推進軸４１と歯車機構４２とを介して、左右両後
輪４，４に伝達される一方、第２出力軸３６，３６から
フロントアクスル機構４３を介して左右両前輪３，３に
動力伝達されるようになっている。すなわち、本実施形
態のハイブリッド耕うん機では前後四輪３，３，４，４
全てに動力を配分する四輪駆動方式が採用されている。

【００３４】次に、走行機体１の操縦部に備わる各種操
作用のレバー、スイッチ類の構成を主に図４〜図９に基
づいて説明する。

【００３５】操縦席５は、その前端を走行機体１にピン
５ａにて枢着することにより、はね上げ式に構成されて
いる（図２の２点鎖線状態参照）。操縦席５の前方に
は、走行機体１を操向操作する操向丸ハンドル６が配設
されており、操縦席５の左方には、走行機体１を変速操
作するための主変速レバー４４が配置されている（図１
参照）。

【００３６】操縦席５の右方には、ロータリ式耕うん機
構２１への動力伝達を継断操作するロータリクラッチレ
バー４５や、ロータリ式耕うん機構２１を昇降操作する
ロータリ昇降レバー４６等の各種レバーが配置されてい
る（図６参照）。

【００３７】操向丸ハンドル６と一体的に左右回動する
ハンドル軸（図示せず）の周囲はカバー体４７にて覆わ
れており、操縦席５から見てカバー体４７の左側面に
は、走行機体１の前後進動を切り替えるための前後進レ
バー４８が前後回動自在に配設されている（図１参
照）。

【００３８】図４に示すように、操縦席から見てカバー
体４７の正面には、カバー体４７の前面に設けたヘッド
ライト４９（図１参照）を入り切り操作するライトスイ
ッチ５０と、ハイブリッド耕うん機全体の電源を入り切
り操作するメインスイッチ５１と、エンジン駆動モード
の場合に点灯するエンジンランプ５２と、モータ駆動モ
ード（発電動機１２が電動モータとして駆動するモー
ド）の場合に点灯するモータランプ５３とが配設されて
いる。本実施形態におけるメインスイッチ５１は、鍵穴
に差し込んだ所定の鍵の回転操作にて電源を入り切りす
るいわゆるロータリ式のキーロックスイッチである。

【００３９】そして、操縦席５から見てカバー体４７の
右側面には、エンジン１１または発電動機１２のいずれ
か一方が駆動するモードに切り替え操作する選択スイッ
チ５４と、エンジン駆動モードの場合にエンジン１１の
出力を調節するため前後回動自在に構成したアクセルレ
バー５５と、走行機体１を制動操作するため前後回動自
在に構成したブレーキレバー５７とが配設されている。

【００４０】本実施形態では、ブレーキレバー５７を前
後回動させると、操縦部の床面においてカバー体４７の
右方位置に設けたブレーキペダル５６の前後回動と連動
するように構成されており、どちらによっても走行機体
１を制動操作できるようになっている。

【００４１】本実施形態における選択スイッチ５４は、
摘み５８の回転操作にて所定の回路への切り替えを行う
いわゆるロータリスイッチである。摘み５８の位置は図
５の左側から右側まで３段階に変更できるように構成さ
れている。

【００４２】詳細は後述するが、メインスイッチ５１が
入り（ＯＮ）状態の場合は、作業者が摘み５８を図５の
左端の「Ｂ」の表示に合わせると、モータ駆動モードが
選択される。摘み５８を、図５の真中の「ＩＧ」の表示
を超えて、図５の右端の「ＳＴ」の位置まで回すと、ス
タータ１１ａが作動してエンジン１１が始動し、作業者
が摘み５８を持つ手を離すと、図示しないばねの付勢力
によって、摘み５８が図５の真中の「ＩＧ」の位置に戻
り、エンジン駆動モードが選択される。

【００４３】メインスイッチ５１が切り（ＯＦＦ）状態
の場合は、選択スイッチ５４の摘み５８をいずれの表示
に合わせても、エンジン１１及び発電動機１２は駆動し
ないように構成されている。なお、前述の各スイッチ５
１，５４は、前述の形態に限定されるものではなく、例
えばプッシュスイッチであってもよい。

【００４４】図７は、アクセルレバー５５の操作とエン
ジン１１の出力を制御する燃料噴射ポンプ６１の作動態
様との関係を示している。

【００４５】アクセルレバー５５は、操縦部におけるカ
バー体４７の長手方向中途部に設けたレバー支軸５９に
対して、アクセル操作板６０とともに回動自在に嵌挿さ
れており、当該アクセル操作板６０はアクセルレバー５
５の前後回動と連動するように構成されている。そし
て、アクセル操作板６０の端部と、燃料噴射ポンプ６１
におけるラック機構６２とが、アクセルワイヤ６３を介
して連結されている。

【００４６】本実施形態では、作業者がアクセルレバー
５５を後方に傾動させると（図７の実線状態参照）、ラ
ック機構６２がプランジャ６４の上部にある切り欠き６
５と逃がし穴６６との一致する時期を遅らせるように摺
動して、燃料供給量が増大することにより、走行機体１
の走行速度が速くなるように構成されている。

【００４７】一方、作業者がアクセルレバー５５を前方
に傾動させると、ラック機構６２が切り欠き６５と逃が
し穴６６との一致する時期を早めるように摺動して、燃
料供給量が減少することにより、走行機体１の走行速度
が遅くなり、図７の２点鎖線状態の位置まで前傾させる
と、走行機体１がアイドリング状態となるように構成さ
れている。

【００４８】なお、モータ駆動モードの場合は、エンジ
ン１１が駆動しないように設定されているため、アクセ
ルレバー５５を前後回動させても走行機体１の走行速度
は変わらない。

【００４９】図４、図８及び図９に示すように、操縦部
の床面においてブレーキペダル５６の右方位置には、モ
ータ駆動モードの場合に発電動機１２の出力を調節する
ためのアクセルペダル６７が上下回動自在に配設されて
いる。

【００５０】このアクセルペダル６７は、操縦部の床面
を形成する支持ブラケット６８に設けたペダル支軸６９
に回動自在に嵌挿した円筒部材７０と、当該円筒部材７
０に溶接等にて固着した作動アーム７１及び係止片７２
と、当該作動アーム７１の上端に設けた踏み板７３とに
より構成されている。

【００５１】作動アーム７１の上部は、支持ブラケット
６８に設けたガイド溝７４から上向きに突出するように
構成されている。また、アクセルペダル６７の係止片７
２と、機体フレーム２の前部に設けたバンパー７５の内
側面に溶接等にて固着したガードフレーム７６との間に
は引っ張りばね７７が装架されている。これにより、ア
クセルペダル６７は図８の実線状態の位置に保持するよ
うに引っ張り付勢されている。

【００５２】ガードフレーム７６の内側面にボルト締結
した支持ステー７８には、上下回動自在な平面視略Ｌ字
状の検知部７９ａを備えたポテンショメータ等のペダル
位置センサ７９が取り付けられている。ペダル位置セン
サ７９は、検知部７９ａが作動アーム７１との当接によ
り下向き回動した場合の回動角度を検出するように設定
されており、このペダル位置センサ７９の検出信号は後
述するコントローラ１４に入力されるようになってい
る。

【００５３】なお、ペダル位置センサ７９が取り付く支
持ステー７８は、当該ペダル位置センサ７９の下部を覆
って、圃場の土等から保護するためのものである。この
支持ステー７８は、ガードフレーム７６の内側面に固着
するだけでなく、例えば、バンパー７５、機体フレーム
２または操縦部の床面の裏面側等に固着したりしてもよ
い。

【００５４】本実施形態では、アクセルペダル６７が図
８の実線状態の位置にある場合において、作動アーム７
１とペダル位置センサ７９の検知部７９ａとは、適宜間
隔を隔てるように構成されている。すなわち、アクセル
ペダル６７にいわゆる遊びを設けて、モータ駆動モード
の場合に走行機体１が急発進等しないようになってい
る。

【００５５】作業者がアクセルペダル６７の踏み板７３
を一定量以上踏み込む（図８の２点鎖線状態参照）と、
ペダル位置センサ７９の検知部７９ａは、作動アーム７
１と当接して、アクセルペダル６７の踏み込み位置に追
従して下向き回動する。そして、この検知部７９ａの回
動角度についての検出信号に基づいて、発電動機１２の
出力を制御し、走行機体１の走行速度を増減させること
ができる。

【００５６】なお、エンジン駆動モードの場合は、発電
動機１２は発電機として機能するため、後述するコント
ローラ１４は、ペダル位置センサ７９の検出信号（検知
部７９ａの回動角度についての検出信号）に基づいて発
電動機１２からの出力を増大または減少させる制御を実
行しないようになっている。したがって、この場合は、
作業者がアクセルペダル６７の踏み板７３を踏み込んで
も、走行機体１の走行速度は変わらない。

【００５７】次に、エンジン駆動モードとモータ駆動モ
ードとの選択制御を実行する構成を図１０に基づいて説
明する。本実施形態における制御回路８０は、動力用蓄
電池１８（本実施形態では４８Ｖ）系統の回路と、電気
制御用蓄電池１９（本実施形態では１２Ｖ）系統の回路
とに大別される。

【００５８】この選択制御を実行するためのコントロー
ラ１４は、駆動モードの選択制御を実行するためのもの
であり、各種入出力装置に接続してデータを伝送する後
述の出入力端子のほか、図示しないが、各種演算を実行
する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを記憶さ
せるための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、各種データ
を記憶させるための随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）
等が備わっている。

【００５９】まず、動力用蓄電池１８系統の回路構成を
説明する。図１０に示すように、動力用蓄電池１８の出
力端子には、メインスイッチ５１と第１リレー８１のス
イッチ部８１ａとが直列接続されている。第１リレー８
１のスイッチ部８１ａにおける一方の出力端子１０７
は、第２リレー８２のスイッチ部８２ａ及び放電停止用
サーモスタット８８を介してコントローラ１４の入力端
子Ｓ５に接続され、他方の出力端子１０８は、充電停止
用サーモスタット８９を介してコントローラ１４の入力
端子Ｓ４に接続されている。

【００６０】動力用蓄電池１８の出力端子とメインスイ
ッチ５１との間の分岐点９２は、第３リレー８３のスイ
ッチ部８３ａ及び発電動機１２を介してコントローラ１
４の入力端子Ｍ−に接続されている。第３リレー８３の
スイッチ部８３ａと発電動機１２との間の接続点９３
は、コントローラ１４の入力端子Ｂ＋に接続されてい
る。なお、発電動機１２に備わる分巻界磁１２ａの一端
はコントローラ１４の出力端子Ｆ１に、他端はコントロ
ーラ１４の入力端子Ｆ２に接続されている。

【００６１】メインスイッチ５１と第１リレー８１のス
イッチ部８１ａとの間の接続点９４は、第４リレー８４
のコイル部８４ｂの一端に接続される一方、コントロー
ラ１４の入力端子Ｓ１にも接続されている。

【００６２】当該接続点９４とコントローラ１４の入力
端子Ｓ１との間の接続点９５には、リミットスイッチ２
５の一端と第３リレー８３のコイル部８３ｂの一端とが
それぞれ分岐して接続されており、リミットスイッチ２
５の他端はコントローラ１４の入力端子Ｓ２に、第３リ
レー８３のコイル部８３ｂの他端はコントローラ１４の
入力端子Ｓ３に、それぞれ接続されている。

【００６３】動力用蓄電池１８の入力端子には、コント
ローラ１４の出力端子Ｂ−と、第４リレー８４のコイル
部８４ｂの他端と、第６リレー８６のコイル部８６ｂの
一端と、第７リレー８７のコイル部８７ｂの一端とが、
それぞれ分岐して接続されている。第６リレー８６のコ
イル部８６ｂの他端は、充電停止用サーモスタット８９
とコントローラ１４の入力端子Ｓ４との間の接続点９６
に接続され、第７リレー８７のコイル部８７ｂの他端
は、放電停止用サーモスタット８８とコントローラ１４
の入力端子Ｓ５との間の接続点９７に接続されている。
なお、コントローラ１４の入力端子Ｓ６にはペダル位置
センサ７９が接続されている。

【００６４】次に、電気制御用蓄電池１９系統の回路構
成を説明する。電気制御用蓄電池１９の出力端子には、
第４リレー８４のスイッチ部８４ａと、第６リレー８６
のスイッチ部８６ａと、モータランプ５３とが直列接続
されており、当該モータランプ５３の他端は接地されて
いる。

【００６５】電気制御用蓄電池１９の出力端子と第４リ
レー８４のスイッチ部８４ａとの間には、２つの接続点
９８，９９があり、一方の接続点９８にはエンジン１１
におけるスタータ１１ａが接続され、他方の接続点９９
にはレギュレータ９０が接続されている。他方の接続点
９９とレギュレータ９０との間の接続点１００も、第５
リレー８５のスイッチ部８５ａを介してスタータ１１ａ
に接続されている。なお、スタータ１１ａ及びレギュレ
ータ９０は接地されている。

【００６６】第４リレー８４のスイッチ部８４ａと第６
リレー８６のスイッチ部８６ａとの間にも、２つの接続
点１０１，１０２があり、一方の接続点１０１には、選
択スイッチ５４の第１端子５４ａと、ライトスイッチ５
０の入力端子と、ホーンスイッチ１０４の入力端子と
が、それぞれ分岐して接続されている。選択スイッチ５
４の第１端子５４ａは、摘み５８を「Ｂ」の表示に合わ
せた場合に対応する端子である。

【００６７】ライトスイッチ５０の他端にはヘッドライ
ト４９が、ホーンスイッチ１０４の他端には警笛を鳴ら
すためのホーン１０５が、それぞれ接続されている。他
方の接続点１０２には、第７リレー８７のスイッチ部８
７ａとエンジンランプ５２とが直列接続されている。な
お、ヘッドライト４９の他端及びホーン１０５の他端は
接地されている。

【００６８】選択スイッチ５４の第２端子５４ｂ（摘み
５８を「ＩＧ」の表示に合わせた場合に対応する端子）
には、第１リレー８１のコイル部８１ｂと、レギュレー
タ９０と、フィードポンプ１０６とが、それぞれ分岐し
て接続されている。このレギュレータ９０にはエンジン
１１におけるダイナモ１１ｂも接続されている。なお、
フィードポンプ１０６の他端は接地されている。

【００６９】選択スイッチ５４の第３端子５４ｃ（摘み
５８を「ＳＴ」の表示に合わせた場合に対応する端子）
には、第２リレー８２のコイル部８２ｂが接続され、当
該第３端子５４ｃと第２リレー８２のコイル部８２ｂと
の間の接続点１０３には、セーフティスイッチ９１を介
して第５リレー８５のコイル部８５ｂが接続されてい
る。なお、第１、第２及び第５リレー８１，８２，８５
のコイル部８１ｂ，８２ｂ，８５ｂの他端はいずれも接
地されている。また、選択スイッチ５４の第４端子５４
ｄ、電気制御用蓄電池１９の入力端子も接地されてい
る。

【００７０】次に、エンジン駆動モードとモータ駆動モ
ードとを選択する制御の態様を説明する。以下の説明で
は、便宜上、第１〜第７リレー８１〜８７のスイッチ部
８１ａ〜８７ａ及びコイル部８１ｂ〜８７ｂを、対応す
るリレーの番号を頭に付して、例えば、第１スイッチ部
８１ａ、第２コイル部８２ｂのように称する。

【００７１】まず、操縦部のカバー体４７の鍵穴に所定
の鍵を差し込んで、メインスイッチ５１を入り（ＯＮ）
状態とすると、動力用蓄電池１８の電圧（本実施形態で
は４８Ｖ）による制御信号がコントローラの入力端子Ｓ
１に入力されるとともに、第３コイル部８３ｂが励磁さ
れて第３スイッチ部８３ａが閉じることにより、コント
ローラ１４が動力用蓄電池１８からの電力供給を受けて
起動する。

【００７２】この場合、第４コイル部８４ｂも励磁され
て第４スイッチ部８４ａが閉じるから、いずれの駆動モ
ードの場合であっても、ライトスイッチ５０を入り（Ｏ
Ｎ）操作すると、電気制御用蓄電池１９の電力供給によ
りヘッドライト４９が点灯し、ホーンスイッチ１０４を
入り（ＯＮ）操作すると、電気制御用蓄電池１９の電力
供給によりホーン１０５が鳴動する。

【００７３】モータ駆動モードを選択する場合は、選択
スイッチ５４の摘み５８を、図５の「Ｂ」の表示に合わ
せる。そうすると、第１コイル部８１ｂは消磁状態であ
るから、第１スイッチ部８１ａは他方の出力端子１０８
側に接続する。

【００７４】そして、当該第１スイッチ部８１ａの他方
の出力端子１０８を経由した制御信号がコントローラ１
４の入力端子Ｓ４に入力されることにより、コントロー
ラ１４は、発電動機１２に動力用蓄電池１８の電力を供
給して、この発電動機１２を電動モータとして駆動させ
る制御を実行するのである。この場合、第６コイル部８
６ｂも励磁されて第６スイッチ部８６ａが閉じるから、
電気制御用蓄電池１９の電力供給により、モータランプ
５３が点灯する。

【００７５】エンジン駆動モードを選択する場合は、選
択スイッチ５４の摘み５８を、図５の真中の「ＩＧ」を
超えて、同じく図５の右端の「ＳＴ」の位置まで回す。
そうすると、第５コイル部８５ｂが励磁されて第５スイ
ッチ部８５ａが閉じた状態となり、電気制御用蓄電池１
９の電力供給によりスタータ１１ａが作動して、エンジ
ン１１が始動する。

【００７６】この段階では、第１コイル部８１ｂが励磁
されることにより、第１スイッチ部８１ａは一方の出力
端子１０７側に接続するが、ただちに第２コイル部８２
ｂが励磁されて第２スイッチ部８２ａが開くから、第１
スイッチ部８１ａの一方の出力端子１０７を経由する制
御信号はコントローラ１４の入力端子Ｓ５に入力されな
い。

【００７７】そして、作業者が摘み５８を持つ手を離す
と、図示しないばねの付勢力によって、摘み５８が図５
の真中の「ＩＧ」の位置に戻る。そうすると、第２コイ
ル部８２ｂ及び第５コイル部８５ｂが消磁されて、第２
スイッチ部８２ａは閉じた状態となり、第５スイッチ部
８５ａは開いた状態となる。したがって、スタータ１１
ａへの電力供給がなくなる一方、第１スイッチ部８１ａ
の一方の出力端子１０７を経由した制御信号が、第２ス
イッチ部８２ａを経てコントローラ１４の入力端子Ｓ５
に入力される。

【００７８】これにより、コントローラ１４は、発電動
機１２にエンジン１１の動力を伝達して、この発電動機
１２を発電機として駆動させ、これにより生じた発電電
力を、所定の電圧以上で充電可能な充電回路（図示せ
ず）を介して動力用蓄電池１８に充電する制御を実行す
るのである。

【００７９】また、メインスイッチ５１を切り（ＯＦ
Ｆ）状態とすると、選択スイッチ５４の第３〜第５スイ
ッチ部８３ａ〜８５ａがいずれも開いた状態（接続を断
った状態）となる。したがって、選択スイッチ５４の摘
み５８をいずれの表示に合わせても、エンジン１１及び
発電動機１２が駆動しない、換言すると、いずれの駆動
モードも作動しないのである。

【００８０】以上のように制御すると、メインスイッチ
５１が入り（ＯＮ）状態の場合において、耕うん等の農
作業時には、作業者は、選択スイッチ５４にて前述のエ
ンジン駆動モードの選択操作をすることによって、動力
源としてエンジン１１を駆動させるとともに、発電動機
１２を発電機として駆動させることができる。

【００８１】また、路上走行時には、作業者は、選択ス
イッチ５４にて前述のモータ駆動モードの選択操作をす
ることによって、発電動機１２を動力源である電動モー
タとして駆動させることができる。

【００８２】すなわち、本発明に係るハイブリッド耕う
ん機によると、作業者は、選択スイッチ５４の切り替え
操作にて、農作業の場合はエンジン１１を駆動させ、路
上走行の場合は発電動機１２を電動モータとして駆動さ
せるというように、作業状態に応じて動力源を選択で
き、農作業や路上走行等を効率よく実行できる。

【００８３】メインスイッチ５１が切り（ＯＦＦ）状態
の場合は、選択スイッチ５４の第３〜第５スイッチ部８
３ａ〜８５ａがいずれも開いた状態となって、エンジン
１１及び発電動機１２が駆動しないから、いずれの駆動
モードの場合でも、作業者がメインスイッチ５１を切り
（ＯＦＦ）操作するだけで、簡単かつ確実に、エンジン
１１または発電動機１２の駆動を停止させることができ
る。

【００８４】選択スイッチ５４の切り替え操作にてエン
ジン駆動モードを選択した場合は、作業者がアクセルレ
バー５５を前後回動させることにより、走行機体１の走
行速度を変更させることができる。

【００８５】一方、モータ駆動モードを選択した場合
は、作業者がアクセルペダル６７を踏み込んだり、踏み
込みを緩めたりすることにより、走行機体１の走行速度
を変更させることができる。この場合、ペダル位置セン
サ７９がアクセルペダル６７の近傍の位置に取り付けら
れているから、当該アクセルペダル６７の操作（踏み込
み）位置を的確に検出できる。

【００８６】また、ペダル位置センサ７９をアクセルペ
ダル６７の近傍の位置に取り付けるに際して、作動アー
ム７１とペダル位置センサ７９の検知部７９ａとを適宜
隔てて配設する、すなわち、アクセルペダル６７にいわ
ゆる遊びを設けているから、モータ駆動モードの場合に
走行機体１が急発進等することがない。

【００８７】ところで、一般に、農作業時にはエンジン
駆動モードを選択するが、この場合、左右一対の前後輪
３，３，４，４やロータリ式耕うん機構２１等を同時に
駆動させるから、エンジン１１への負荷が大きい。それ
に加えて、動力用蓄電池１８への充電のための負荷、す
なわち、エンジン１１の動力を発電動機１２に伝達する
ことによる負荷も生じる。

【００８８】そこで、本実施形態では、リミットスイッ
チ２５の入り切り（ＯＮ・ＯＦＦ）動作に応じて、発電
動機１２の発電電力の強弱を切り替える制御が実行でき
るようになっている。

【００８９】すなわち、耕うん作業の場合には、図２の
２点鎖線で示すように、ロータリ昇降レバー４６の操作
にてロータリ式耕うん機構２１を下降させて、リアカバ
ー体２３を圃場に接触させて開いた状態とすることによ
り、リアカバー体２３の長手方向中途部がリミットスイ
ッチ２５に当接して、当該リミットスイッチ２５は、図
１０に示す左側の入力端子に接続した入り（ＯＮ）状態
となる。

【００９０】このリミットスイッチ２５を経由した制御
信号がコントローラ１４の入力端子Ｓ２に入力される
と、コントローラ１４は、当該制御信号に基づいて発電
動機１２に備わる分巻界磁１２ａの界磁磁束を弱めるよ
うに制御し、発電動機１２にて生じる発電電流が小さい
弱充電モードとなる。これにより、発電動機１２の回転
トルクが小さくなるから、エンジン１１において動力用
蓄電池１８への充電のための負荷が低減される。

【００９１】また、圃場の畦近傍等で走行機体１がＵタ
ーンする場合は、ロータリ昇降レバー４６の操作にて、
ロータリ式耕うん機構２１を図２の実線状態の位置に上
昇させることにより、リアカバー体２３がリミットスイ
ッチ２５と離間して、当該リミットスイッチ２５は、図
１０に示す右側の入力端子に接続した切り（ＯＦＦ）状
態となる。

【００９２】この場合、コントローラ１４の入力端子Ｓ
２には制御信号が入力されないから、コントローラ１４
は、発電動機１２に備わる分巻界磁１２ａにおける界磁
磁束が所定の大きさとなるように制御する。これによ
り、発電動機１２にて生じる発電電流が所定の大きさで
ある強充電モードとなる。このときのエンジン１１にか
かる主な負荷は、走行部によるもの及び動力用蓄電池１
８への充電のためのものである。

【００９３】したがって、耕うん作業のように、エンジ
ン１１にかかる負荷が大きい場合には、動力用蓄電池１
８への充電によるエンジン１１の負荷を小さくすること
ができ、走行機体１がＵターンする場合のように、エン
ジン１１にかかる負荷が比較的小さい場合には、効率よ
く動力用蓄電池１８に充電することができる。

【００９４】なお、本実施形態のように、動力用蓄電池
１８系統の回路と、電気制御用蓄電池１９系統の回路と
を別々に構成し、互いを各リレー８１〜８７を介して制
御するように設定すると、走行用とライト等の電気制御
用というように、定格電圧の異なる蓄電池をそれぞれに
利用できるとともに、電気制御用蓄電池１９系統の回路
のみを持つ従来の走行型耕うん機に対して、動力用蓄電
池１８系統の回路を組み込むことが比較的容易にでき
る。

【００９５】本発明は、前述の実施形態に限らず、ハイ
ブリッド方式を採用したトラクタやコンバイン等の各種
農作業機に対して広く適用でき、また、様々な態様にも
具体化できる。

【００９６】例えば、ペダル位置センサ７９は、アクセ
ルペダル６７の近傍の位置に設けるに限らず、アクセル
ペダル６７の円筒部材７０に設けて、当該円筒部材７０
の回動角度を検出するように構成してもよい（例えば、
ポテンショメータ等）。この場合、アクセルペダル６７
にいわゆる遊びを設けるため、コントローラ１４におい
て、ペダル位置センサにおける所定の回動角度範囲で
は、発電動機１２を作動させないように制御することが
望ましい。

【００９７】また、請求項に記載した検出手段は、リミ
ットスイッチ２５に限らず、例えばＰＴＯ軸２８の回動
の有無を検出する回動角センサであったり、ロータリ昇
降レバー４６が入り（ＯＮ）操作位置にあるか否かを検
出するレバー位置センサであったりしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したハイブリッド耕うん機の斜
視図である。

【図２】 ハイブリッド耕うん機の側面図である。

【図３】 動力伝達系統を示す機能ブロック図である。

【図４】 操縦部を示す斜視図である。

【図５】 選択スイッチを示す図である。

【図６】 操縦部における要部拡大斜視図である。

【図７】 アクセルレバーの操作と燃料噴射ポンプの作
動態様との関係を示す図である。

【図８】 アクセルペダルの作動態様を示す側断面図で
ある。

【図９】 ペダル位置センサの配置関係を示す要部拡大
平面図である。

【図１０】 ハイブリッド耕うん機の制御回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 走行機体 １１ 動力源としてのエンジン １２ 動力源としての発電動機 １３ 動力伝達機構 １４ コントローラ １８ 動力用蓄電池 １９ 電気制御用蓄電池 ２１ ロータリ式耕うん機構 ２５ リミットスイッチ ５１ メインスイッチ ５４ 選択スイッチ ５５ アクセルレバー ６１ 燃料噴射ポンプ ６７ アクセルペダル ７６ ガードフレーム ７８ 支持ステー ７９ ペダル位置センサ ８０ 制御回路 ８１〜８７ リレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０５Ｄ ３１０ ３１０Ｈ ３１４ ３１４Ｍ // Ａ０１Ｂ 51/02 Ａ０１Ｂ 51/02 Ａ０１Ｃ 11/02 ３１１ Ａ０１Ｃ 11/02 ３１１Ｔ Ｂ６０Ｋ 6/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者 中村 正美 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農機 株式会社内 (72)発明者 二宮 龍二 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農機 株式会社内 (72)発明者 田中 伸明 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農機 株式会社内 Ｆターム(参考） 2B041 AA11 AA20 AB05 AC03 AC13 BB15 3D037 EA01 EB02 EB03 EB12 EB16 EB25 EC01 EC05 3G084 AA07 BA02 DA04 EB11 FA10 3G093 AA09 AB01 BA14 CA05 CB00 DA06 EB08 EC02 5H115 PA00 PC06 PG04 PI16 PI22 PU01 PU25 QN03 QN10 SE04 TD15 UI13 UI15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に、動力源としてのエンジン及
   び電動モータと、前記エンジンの動力にて駆動する発電
   機と、この発電機にて充電する蓄電池と、前記各動力源
   の動力を前記走行機体の作業部や走行部へ伝達する動力
   伝達機構とを搭載したハイブリッド方式による走行型農
   作業機であって、 この農作業機全体の電源を入り切り操作するメインスイ
   ッチと、前記動力源のうちいずれか一方が駆動するモー
   ドに切り替え操作する選択スイッチと、当該選択スイッ
   チの切り替え操作に応じて前記動力源のうちいずれか一
   方を駆動させるコントローラとを備えており、 当該コントローラは、前記メインスイッチが入り状態の
   ときには、前記選択スイッチにてエンジン駆動モードと
   モータ駆動モードとを選択できるように制御し、前記メ
   インスイッチが切り状態のときには、両駆動モードとも
   作動しないように制御することを特徴とするハイブリッ
   ド方式による走行型農作業機。
2. 【請求項２】 前記走行機体の操縦部には、前記エンジ
   ン駆動モードの実行時に、操作位置に応じて前記エンジ
   ンの出力を調節するように構成したアクセルレバーと、
   前記モータ駆動モードの実行時に、操作位置に応じて前
   記電動モータの出力を調節するように構成したアクセル
   ペダルとを設けたことを特徴とする請求項１に記載のハ
   イブリッド方式による走行型農作業機。
3. 【請求項３】 前記アクセルペダルの操作位置を検出す
   るためのペダル位置センサを、前記アクセルペダルに、
   または、その近傍の位置に設けたことを特徴とする請求
   項２に記載のハイブリッド方式による走行型農作業機。
4. 【請求項４】 前記走行機体の作業部には、この作業部
   の作動状態を検出するための検出手段を設けており、 前記コントローラは、前記エンジン駆動モードの実行時
   に、前記検出手段からの検出情報に基づいて前記発電機
   による発電電力の強弱を切り替えるように制御すること
   を特徴とする請求項１〜３のうちいずれかに記載のハイ
   ブリッド方式による走行型農作業機。
5. 【請求項５】 前記電動モータ及び前記発電機として、
   これら両機能を兼用する発電動機を採用したことを特徴
   とする請求項１〜４のうちいずれかに記載のハイブリッ
   ド方式による走行型農作業機。