JP2005146871A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業機の作業を中断したときのエンジンのアイドリング状態において、エンジンを自動的に停止させること。
【解決手段】 作業機１０は、機体に走行装置２０Ｌ，２０Ｒ、作業装置４０、少なくともこの作業装置を駆動するエンジン３４、このエンジンをオン・オフ操作するメインスイッチ７１、オンで走行装置の走行可能指令を発しオフで停止指令を発する走行準備部材７７、走行装置の走行目標速度を指定する走行速度操作部材７５、作業装置をオン・オフ操作する作業用スイッチ７３、及び、制御部５６を備える。制御部は、メインスイッチがオン状態、すなわちエンジンの回転中において、走行準備部材がオフであり、走行装置が停止中又は走行目標速度が零であり、作業用スイッチがオフであるときには、作業機の走行を中断するとともに作業を中断した、エンジンのアイドリング状態であると判断し、エンジンを自動的に停止させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、作業装置を備えるとともに自走する作業機に関する。

作業機には、自走しつつ除雪作業部等の作業装置にて作業をする、いわゆる自走式作業機が知られている（例えば、特許文献１−２参照。）。
特開２０００−８０６２１公報（図１、図３） 特開２００１−２７１３１７公報（図１、図４）

作業機の一例として特許文献２を次図に基づいて説明する。
図１１は従来の作業機の概要図である。従来の作業機２００は、機体２０１にオーガ２０２及びブロア２０３からなる作業装置２０４、作業装置２０４を駆動するエンジン２０５、クローラからなる左右の走行装置２０６，２０６、これらの走行装置２０６，２０６を駆動する左右の電動モータ２０７，２０７、エンジン２０５に駆動されてバッテリ２０８や電動モータ２０７，２０７に電力を供給する発電機２０９、電動モータ２０７，２０７を制御する制御部２１１を備えたというものである。

エンジン２０５の出力の一部で発電機２０９を回し、得た電力をバッテリ２０８に供給するとともに、左右の電動モータ２０７，２０７に供給することができる。また、エンジン２０５の出力の残部を、電磁クラッチ２１２を介して作業装置２０４の回転に充てることができる。このように作業機２００は、エンジン２０５で作業装置２０４を駆動するとともに、電動モータ２０７，２０７で走行装置２０６，２０６を駆動する形式の除雪機である。

ところで、このような作業機２００は作業状況に応じて断続的に使用するものである。例えば、除雪作業の途中で走行並びに作業を一旦中断することもある。作業を中断したときのエンジン２０５は、ほとんど負荷が掛かっていないアイドリング状態（空回り状態、idling）にある。アイドリング状態を続けることは、燃料を節約し、作業環境を高め、エンジンの高寿命化を図る上で、不利である。これに対し、作業を中断する度に作業者がエンジン２０５を停止させることが考えられる。しかし、中断する度にエンジン２０５を停止させるのでは、作業が面倒である。

本発明は、作業機の作業を中断したときのエンジンのアイドリング状態において、エンジンを自動的に停止させることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、機体に、車輪やクローラ等の走行装置、除雪作業部等の作業装置、少なくともこの作業装置を駆動するエンジン、このエンジンをオン・オフ操作するメインスイッチ、オンで走行装置の走行可能指令を発しオフで停止指令を発する走行準備部材、走行装置の走行目標速度を指定する走行速度操作部材、及び、作業装置をオン・オフ操作する作業用スイッチを備えた作業機において、メインスイッチがオンであるという第１条件と、走行準備部材がオフであるという第２条件と、走行装置が停止している又は走行速度操作部材の指定する走行目標速度が零であるという第３条件と、作業用スイッチがオフであるという第４条件との、４つの条件を満たしたときにエンジンを停止させる停止制御を実行する制御部を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、作業機に必須の構成部材を有効に活用したものであって、（１）メインスイッチがオン状態、すなわちエンジンの回転中において、（２）走行準備部材がオフであり、（３）走行装置が停止中又は走行目標速度が零であり、（４）作業用スイッチがオフであるときには、作業機の走行を中断するとともに作業を中断した待機状態、すなわち、エンジンにほとんど負荷が掛かっていないアイドリング状態であると判断し、エンジンを自動的に停止させるようにした。

従って、作業機に必須の構成部材を有効に活用したので、安価なエンジン停止システムによって、エンジンを自動的に停止させることができる。さらには、作業を中断する度に作業者がエンジンを停止させる必要がないので、作業者の負担を軽減することができる。しかも、エンジンのアイドリング状態を極力廃止することができるので、燃料をより一層節約することができ、エンジンの排気量を抑制して作業環境を一層高めることができ、エンジンの高寿命化を一層図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係る除雪機（作業機）の左側面図、図２は本発明に係る除雪機の平面図である。
電動車両としての除雪機１０（作業機１０）は、左右の走行装置２０Ｌ，２０Ｒを備えた走行フレーム３１に、伝動ケース３２を上下スイング可能に取付け、伝動ケース３２の左右両側部に左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを取付け、伝動ケース３２の上部にエンジン３４（内燃機関３４）を取付けるとともに、伝動ケース３２の前部に除雪作業部４０を取付け、さらに、伝動ケース３２の上部から後上方へ左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを延し、これら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に操作盤５３を備え、作業者が操作盤５３の後から連れ歩く、自力走行式の歩行型作業機である。

走行フレーム３１と伝動ケース３２の組合せ構造体は機体１１をなす。左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒは、先端に手で握るグリップ５２Ｌ，５２Ｒを備える。以下、要部を詳細に説明する。

本発明は、エンジン３４で除雪作業部４０を駆動し、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒで走行装置２０Ｌ，２０Ｒを駆動する駆動方式を採用したことを特徴とする。細かな走行速度の制御、旋回制御及び前後進切替制御は電動モータが適当であり、一方、急激な負荷変動を受ける作業部系はパワーのある内燃機関が適当であるとの考えに基づいて、そのようにした。

左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒは、動力を左右の走行用伝動機構３５Ｌ，３５Ｒ（図１参照）を介して左右の走行装置２０Ｌ，２０Ｒに伝達して、駆動する走行用駆動源である。

左の走行装置２０Ｌは、前部の駆動輪２１Ｌと後部の遊動輪２２Ｌとにクローラベルト２３Ｌを巻き掛け、駆動輪２１Ｌを左の電動モータ２１Ｌで正逆転させるクローラである。右の走行装置２０Ｒは、前部の駆動輪２１Ｒと後部の遊動輪２２Ｒとにクローラベルト２３Ｒを巻き掛け、駆動輪２１Ｒを右の電動モータ２１Ｒで正逆転させるクローラである。

走行フレーム３１は、左右の駆動輪用車軸２４Ｌ，２４Ｒを回転可能に支承するとともに、後部で遊動輪用車軸２５を支承するフレームである。左右の駆動輪用車軸２４Ｌ，２４Ｒは、左右の駆動輪２１Ｌ，２１Ｒを固定した回転軸である。遊動輪用車軸２５は、左右の遊動輪２２Ｌ，２２Ｒを回転可能に取付けた固定軸である。

エンジン３４は、クランク軸３４ａを下方へ延ばしたバーチカルエンジンであって、動力を伝動ケース３２に収納された作業用伝動機構を介して除雪作業部４０に伝達して、駆動する作業用駆動源である。

除雪作業部４０は、前部のオーガ４１、後部のブロア４２、上部のシュータ４３、オーガ４１を囲うオーガハウジング４４、及びブロア４２を囲うブロアハウジング４５からなる。オーガ４１は、地面に積もった雪を中央に集める作用をなす。この雪を受け取ったブロア４２は、シュータ４３を介して雪を除雪機１０の周囲の所望の位置へ投射する作用をなす。
スイング駆動機構４６により、伝動ケース３２並びに除雪作業部４０を上下にスイングさせることで、オーガハウジング４４の姿勢を調節できる。
図２に示すように、機体１１は前部に発電機５４及びバッテリ５５を備える。

以上の説明から明らかなように、作業機としての除雪機１０は、機体１１に除雪作業部等の作業装置４０、この作業装置４０を駆動する内燃機関３４、クローラや車輪等の走行装置２０Ｌ，２０Ｒ、この走行装置２０Ｌ，２０Ｒを駆動する電動モータ３３Ｌ，３３Ｒ、内燃機関３４に駆動されてバッテリ５５や電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに電力を供給する発電機５４、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを制御する制御部５６を備える。制御部５６は、例えば操作盤５３の下方に配置又は操作盤５３に内蔵する。

図中、６１はエンジン３４周りを覆うカバー、６２はランプ、６３はエアクリーナ、６４はキャブレータ、６５はエンジン排気用マフラ、６６は燃料タンクである。

図３は図１の３矢視図である。操作盤５３は、背面５３ａ（この図の手前側であり、作業者側の面）に、メインスイッチ７１、エンジン用チョーク７２、クラッチ操作スイッチ７３などを備え、操作盤５３の上面５３ｂに右側から左側へ、投雪方向調節レバー７４、走行装置に係る方向速度操作部材（方向速度制御部材）としての方向速度レバー７５、エンジン用スロットルレバー７６をこの順に備え、さらに、操作盤５３の左にグリップ５２Ｌを配置し、操作盤５３の右にグリップ５２Ｒを配置したものである。

左の操作ハンドル５１Ｌは、グリップ５２Ｌの近傍に走行準備レバー７７を備える。右の操作ハンドル５１Ｒは、グリップ５２Ｒの近傍にオーガハウジング姿勢調節レバー７８を備える。

図１及び図３を参照しつつ説明すると、メインスイッチ７１は、キー挿入孔にメインキー（図示せず）を差込んで回すことでエンジン３４を始動することのできる周知のイグニションスイッチであり、例えば、キー挿入孔を中心として「オフ位置ＯＦＦ」、「オン位置ＯＮ」及び「スタート位置ＳＴ」を、時計回りにこの順に配列したものである。

メインキーをオフ位置ＯＦＦに合せたときには、エンジン３４を停止させるとともに、全ての電気系統を遮断させることができる。メインキーをオフ位置ＯＦＦからオン位置ＯＮに切換えたときには、エンジン３４を停止状態で維持させることができる。メインキーをスタート位置ＳＴに合せたときには、エンジン３４を始動させることができる。メインキーをスタート位置ＳＴからオン位置ＯＮに切換えたときには、始動したエンジン３４をそのまま本運転に移行することができる。このようにメインスイッチ７１は、エンジン３４をオン・オフ操作する電源スイッチである。

エンジン用チョーク７２は、引くことで混合気の濃度を高める操作部材である。
クラッチ操作スイッチ７３は、オーガ４１並びにブロア４２をオン・オフ操作する押し釦スイッチ、すなわち、除雪作業部４０（作業部）のオン・オフ操作をする作業切換えスイッチである。以下、クラッチ操作スイッチ７３のことを適宜「オーガスイッチ７３」又は「作業用スイッチ７３」と言い換えることにする。

投雪方向調節レバー７４は、シュータ４３の方向を変更するときに操作するレバーである。方向速度レバー７５は、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの走行速度を操作するとともに、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを正逆転させることで前後進切換えをする前後進速度調節レバーである。エンジン用スロットルレバー７６は、スロットルバルブ（図４の符号９４参照）の開度を操作することでエンジン３４の回転数を制御するレバーである。

走行準備レバー７７は、スイッチ手段（図４の符号７７ａ参照）に作用する走行準備部材であり、リターンスプリングの引き作用により、図に示すフリー状態になればスイッチ手段はオフになる。作業者の左手で走行準備レバー７７を握ってグリップ５２Ｌ側に下げれば、スイッチ手段はオンとなる。このように、走行準備レバー７７が握られているか否かはスイッチ手段で検出することができる。
オーガハウジング姿勢調節レバー７８は、スイング駆動機構４６を操作してオーガハウジング４４の姿勢を変更するときに操作するレバーである。

さらに操作盤５３は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に且つこれら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握った手で操作可能な範囲に、左右の旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒを設けたことを特徴とする。

左旋回操作スイッチ８１Ｌは押し釦スイッチからなり、除雪機１０の後方（この図の手前側であり、作業者側）を向く押ボタン８２Ｌを備える。このような左旋回操作スイッチ８１Ｌは、押ボタン８２Ｌを押し操作している間だけスイッチオンとなってスイッチ信号を発する、接点自動復帰式スイッチである。

右旋回操作スイッチ８１Ｒは押し釦スイッチからなり、除雪機１０の後方（この図の手前側であり、作業者側）を向く押ボタン８２Ｒを備える。このような右旋回操作スイッチ８１Ｒは、押ボタン８２Ｒを押し操作している間だけスイッチオンとなってスイッチ信号を発する、接点自動復帰式スイッチである。

より具体的には、操作盤５３の背面５３ａのうち、左にグリップ５２Ｌの近傍で車幅中心ＣＬ寄りの位置に左旋回操作スイッチ８１Ｌ及びそれの押ボタン８２Ｌを配置した。また、操作盤５３の背面５３ａのうち、右にグリップ５２Ｒの近傍で車幅中心ＣＬ寄りの位置に右旋回操作スイッチ８１Ｒ及びそれの押ボタン８２Ｒを配置した。

作業者が両手で左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったときに、各手の親指は左右の操作ハンドル間、すなわち、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒの内側（車幅中央側）を向くことになる。

作業者は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを両手で握って除雪機１０を操縦しつつ、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったまま、左手の親指を前に延ばして左旋回操作スイッチ８１Ｌの押ボタン８２Ｌを押している間だけ、除雪機１０を左旋回させることができる。
一方、右手の親指を前に延ばして右旋回操作スイッチ８１Ｒの押ボタン８２Ｒを押している間だけ、除雪機１０を右旋回させることができる。
このように、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒから手を放すことなく、小さい操作力で極めて容易に旋回操作をすることができる。

操作盤５３のうち、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に且つこれら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握った手で操作可能な範囲に、旋回機構としての回生ブレーキ回路（図４の符号３８Ｌ，３８ＲＲ参照）を操作する左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒを設けたので、作業者は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを両手で握って除雪機１０（図１参照）を操縦しつつ、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったままの親指で、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒをも操作することができる。
従って、除雪機１０を左旋回操作又は右旋回操作する度に、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握り替えたり、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒから手ＨＬ，ＨＲを放す必要がない。このため、除雪機１０の操縦性が高まる。

さらにまた、操作盤５３は背面５３ａにアイドルモードスイッチ８３、報知器としての報知表示器８４や報音器８５を設けたことを特徴とする。
アイドルモードスイッチ８３は、例えば、作業者が押ボタンを押し操作する度にスイッチオンとスイッチオフとを交互に反復する、押し釦スイッチである。押ボタンを一度押し操作するとスイッチオンとなってオン信号を発し、押ボタンを再び押し操作するとスイッチオフとなってオフ信号を発する。
報知表示器８４は、制御部５６の指令により表示する部材であり、例えば液晶表示器等の表示パネルや、表示灯からなる。報音器８５は、制御部５６の指令により音を発する部材であり、例えば報知音を発するブザーや、音声を発する音声発生器からなる。

図４は本発明に係る除雪機の制御系統図であり、制御部５６内の機器及び情報伝達経路を示す。想像線枠で囲ったエンジン３４、電磁クラッチ９１、オーガ４１及びブロア４２が作業部系９２であり、その他は走行系となる。なお、制御部５６内に破線で指令の流れを便宜上示したが、これはあくまでも参考的記載に過ぎない。

先ず、除雪作業部４０の系統の作動を説明する。
メインスイッチ７１にキーを差込み、回してスタート位置にすることにより、セルモータ（スタータ）９３の回転によりエンジン３４を始動させる。
エンジン用スロットルレバー７６は、図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ９４に繋がっているので、エンジン用スロットルレバー７６を操作することでスロットルバルブ９４の開度を制御することができる。これにより、エンジン３４の回転数を制御することができる。

さらにスロットルバルブ９４については、制御部５６の制御信号に応じて作動するバルブ駆動部９４Ａにより、バルブ開度が自動制御される構成にしたものである。なお、スロットルバルブ９４に対しては、バルブ駆動部９４Ａでの開度制御の方が、エンジン用スロットルレバー７６での開度制御よりも優先する。

エンジン３４の出力の一部で発電機５４を回し、得た電力をバッテリ５５に供給するとともに、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに供給する。エンジン３４の出力の残部は、電磁クラッチ９１を介して作業装置４０としてのオーガ４１及びブロア４２の回転に充てる。なお、発電機５４やバッテリ５５からは、ハーネス９５を介して左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒや他の電装品へ電力を供給することになる。

９６はバッテリ５５の端子電圧（開放取得電圧）を計測する電圧センサである。９８Ｌ，９８Ｒは左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数（モータ速度、回転速度）を計測する回転センサである。９９はエンジン３４の回転数（モータ速度、回転速度）を計測する回転センサである。

走行準備レバー７７を握るとともに、クラッチ操作スイッチ７３を操作することにより、作業者の意志で電磁クラッチ９１を接続し、エンジン３４の動力でオーガ４１及びブロア４２を回転させることができる。
なお、走行準備レバー７７をフリーにするか、クラッチ操作スイッチ７３を操作するか、の何れかにより電磁クラッチ９１を断状態にすることができる。

次に走行装置２０Ｌ，２０Ｒ（走行部２０Ｌ，２０Ｒ）の系統の作動を、図４に基づき説明する。
本発明の除雪機１０は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブレーキとして、左右の電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒを備える。具体的には、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの各モータ軸を左右の電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒによって制動するようにした。これらの電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒは、駐車中は制御部５６の制御により、ブレーキ状態（オン状態）にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒを開放する。

メインスイッチ７１がオン位置にあること、及び、走行準備レバー７７が握られていることの２つの条件が満たされ、方向速度レバー７５を前進又は後進に切換えると、電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒは開放（非ブレーキ、オフ）状態になる。

図５は本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図であり、方向速度レバー７５は、作業者の手で、矢印Ａｄ，Ｂａの如く往復させることができ、「中立範囲」より「前進」側へ倒せば車両を前進させることができ、且つ「前進」領域においては、Ｌｆが低速前進、Ｈｆが高速前進となるように、速度制御も行える。同様に、「中立範囲」より「後進」側へ倒せば車両を後進させることができ、且つ「後進」領域においては、Ｌｒが低速後進、Ｈｒが高速後進となるように、速度制御も行える。この例では、図の左端に付記した通りに、後進の最高速が０Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範囲が２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータでポジションに応じた電圧を発生させる。
１つのレバーで前後の方向と高低速の速度制御とを設定できるので、方向速度レバー７５と名付けた。

図４に戻って、方向速度レバー７５の位置情報をポテンショメータ７５ａから得た制御部５６は、左右のモータドライバー３７Ｌ，３７Ｒを介して左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させ、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転速度を回転センサ９８Ｌ，９８Ｒで検出して、その信号に基づいて回転速度を所定値になるようにフィードバック制御を実行する。この結果、左右の駆動輪２１Ｌ，２１Ｒが所望の方向に、所定の速度で回り、走行状態となる。

走行中の制動は次の手順で行う。本発明ではモータドライバ３７Ｌ，３７Ｒに回生ブレーキ回路３８Ｌ，３８Ｒ及びブレーキ手段としての短絡ブレーキ回路３９Ｌ，３９Ｒを含む。

バッテリから電動モータへ電気エネルギーを供給することで、電動モータは回転する。一方、発電機は回転を電気エネルギーに変換する手段である。そこで、本発明では電気的切換えにより、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを発電機に変え、発電させるようにした。発電電圧がバッテリ電圧より高ければ、電気エネルギーはバッテリ５５へ蓄えることができる。これが回生ブレーキ３８Ｌ，３８Ｒの作動原理である。

左旋回操作スイッチ８１Ｌを押している間は、そのスイッチオンのスイッチ信号に基づいて制御部５６は左の回生ブレーキ回路３８Ｌを作動させ、左の電動モータ３３Ｌの速度を下げる。右旋回操作スイッチ８１Ｒを押している間は、そのスイッチオンのスイッチ信号に基づいて制御部５６は右の回生ブレーキ回路３８Ｒを作動させ、右の電動モータ３３Ｒの速度を下げる。
すなわち、左旋回操作スイッチ８１Ｌを押している間だけ、除雪機１０を左旋回させることができる。また、右旋回操作スイッチ８１Ｒを押している間だけ、除雪機１０を右旋回させることができる。

そして、次の（１）〜（３）の何れかにより、走行を停止させることができる。
（１）メインスイッチ７１をオフ位置に戻す。
（２）方向速度レバー７５を中立位置に戻す。
（３）走行準備レバー７７を離す。

この停止は後述の電気的減速制御を施したのちに、短絡ブレーキ回路３９Ｌ，３９Ｒを用いて実行する。
左の短絡ブレーキ回路３９Ｌは、文字通り左の電動モータ３３Ｌの両極を短絡させる回路であり、この短絡により電動モータ３３Ｌは急制動状態になる。右の短絡ブレーキ回路３９Ｒも同様であるから説明を省略する。

停止後にメインスイッチ７１をオフ位置に戻せば、電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒがブレーキ状態となり、パーキングブレーキを掛けたことと同じになる。

次に、上記図４に示す制御部５６をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図４を参照しつつ、図６〜図１０に基づき説明する。この制御フローは、例えばメインスイッチ７１をオンにしたときに開始する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。

図６は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その１）である。
ＳＴ０１；初期設定をする。
ＳＴ０２；メインスイッチ７１、オーガスイッチ７３、方向速度レバー７５、走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ（走行準備スイッチ７７ａ）、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒ、アイドルモードスイッチ８３等の、各スイッチ信号（レバー位置信号を含む）を入力信号として読み込む。

ＳＴ０３；メインスイッチ７１の位置、すなわちメインキーの切替え位置を調べる。「オフ位置」ならこの制御を終了する。「スタート位置」ならＳＴ０４に進む。「オン位置」ならＳＴ０５に進む。
ＳＴ０４；メインスイッチ７１がスタート位置にあるので、エンジン３４を始動させた後にＳＴ０２に戻る。すなわち、セルモータ９３を回すとともに点火装置（図示せず）をオンにする。

このように、エンジン３４を始動させた後に、メインスイッチ７１を「オン位置」に切り替え操作することにより、ＳＴ０３でメインスイッチ７１がオン状態、すなわちエンジン３４が回転中であると判断されることになる。

ＳＴ０５；上記ＳＴ０４でエンジン３４を始動させた後の、アイドルモードスイッチ８３の状態を調べる。すなわち、アイドルモードスイッチ８３がオンであるか否かを調べる。ＹＥＳなら、アイドルモード制御を選択したと判断して、出結合子Ａ１に進む。ＮＯなら、通常の制御モードを選択したと判断して、ＳＴ０６に進む。

ＳＴ０６；作業機１０の通常の走行制御並びに作業制御を実行した後にＳＴ０２に戻る。例えば、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を制御することで走行装置２０Ｌ，２０Ｒを走行制御し、エンジン３４の回転を制御し、作業装置４０の回転を制御する。

図７は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その２）であり、上記図６の出結合子Ａ１と本図の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進み、所定のアイドルモード制御を実行することを示す。

ＳＴ１１；走行準備スイッチ７７ａがオン、すなわち走行準備レバー７７がオンであるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１２に進み、ＮＯならＳＴ１３に進む。走行準備レバー７７を握っているときにオンである。
ＳＴ１２；作業機１０の通常の走行制御並びに作業制御を実行した後に、この図の出結合子Ａ２及び図６の入結合子Ａ２を介してＳＴ０２に戻る。例えば、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を制御することで走行装置２０Ｌ，２０Ｒを走行制御し、エンジン３４の回転を制御し、作業装置４０の回転を制御する。
ＳＴ１３；走行装置２０Ｌ，２０Ｒの実走行速度Ｓｒを計測する。実走行速度Ｓｒは、回転センサ９８Ｌ，９８Ｒで現実の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数を計測すればよい。

ＳＴ１４；走行装置２０Ｌ，２０Ｒが走行中であるか否かを調べる。具体的には、実走行速度Ｓｒが予め設定された一定の下限しきい値ＳＬ以上であるか否かを調べる。すなわち、ＹＥＳなら、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが走行していると判断してＳＴ１２に進む。ＮＯなら、実走行速度Ｓｒが下限しきい値ＳＬに達していないので、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが走行を停止していると判断してＳＴ１５に進む。
ここで、走行速度の下限しきい値ＳＬは、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止したことを判断するための基準となる値であって、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止又はほぼ停止に近い走行速度である。例えば、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数が０ｒｐｍ又は０ｒｐｍに近い（ほぼ停止に近い）速度である。

ＳＴ１５；オーガスイッチ（作業用スイッチ）７３がオンであるか否かを調べる。ＹＥＳなら作業中（作業装置４０がオン状態）であると判断してＳＴ１２に進む。ＮＯならオーガスイッチ７３がオフ、すなわち非作業中（作業装置４０がオフ状態）であると判断してＳＴ１６に進む。
ＳＴ１６；バッテリ５５の電圧Ｖｂを計測する。電圧Ｖｂについては、電圧センサ９６によって現実のバッテリ５５の端子電圧を計測すればよい。

ＳＴ１７；電圧Ｖａが予め設定された一定の下限しきい値Ｖｓ以下であるか否かを調べる。ＹＥＳならＳＴ１２に進む。ＮＯなら、電圧Ｖａが下限しきい値Ｖｓを超えていると判断してＳＴ１８に進む。
ここで、バッテリ電圧の下限しきい値Ｖｓは、エンジン３４を停止した後に、バッテリ５５から電力を供給し電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを短時間だけ回転可能であって、しかも、バッテリ５５の残容量によってエンジン３４を再始動させることができるときの、最低基準電圧である。バッテリの残容量とは、充電されたバッテリを一定の電流で放電させたときに取出し得る電気量のことであって、一般的には、放電電流と放電時間との積で表し、単位にＡｈ（アンペアアワー）を用いる。

ＳＴ１８；メインスイッチ７１がオン状態（オン位置）、すなわちエンジン３４の回転中において、走行準備レバー７７がオフであり、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止中であり、オーガスイッチ７３（作業用スイッチ７３）がオフであるので、エンジン３４を停止させた後に、出結合子Ａ３に進む。
エンジン３４を停止させるには、例えば、（１）点火装置をオフにする、又は（２）エンジン３４の燃料供給ラインに設けられた燃料遮断弁を一時的に閉じて、エンジン３４への燃料供給を遮断する。

図８は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その３）であり、上記図７の出結合子Ａ３と本図の入結合子Ａ３とを経てＳＴ２１に進み、アイドルモード制御のうち、エンジン再始動制御を実行することを示す。

ＳＴ２１；メインスイッチ７１、オーガスイッチ７３、方向速度レバー７５、走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ（走行準備スイッチ７７ａ）、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒ、アイドルモードスイッチ８３等の、各スイッチ信号（レバー位置信号を含む）を入力信号として読み込む。
ＳＴ２２；メインスイッチ７１の位置が「オン位置」、すなわちメインスイッチ７１がオンであるか否かを調べる。ＹＥＳならＳＴ２３に進む。ＮＯならこの制御を終了する。

ＳＴ２３；アイドルモードスイッチ８３がオンであるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２４に進み、ＮＯならこの制御を終了する。
ＳＴ２４；走行準備スイッチ７７ａがオン、すなわち走行準備レバー７７がオンであるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２５に進み、ＮＯならＳＴ２１に戻る。走行準備レバー７７を握っているときにオンである。
ＳＴ２５；オーガスイッチ７３がオンであるか否かを調べる。ＹＥＳなら作業中（作業装置４０がオン状態）であると判断してＳＴ２６に進む。ＮＯならオーガスイッチ７３がオフ、すなわち非作業中（作業装置４０がオフ状態）であると判断してＳＴ２１に戻る。

ＳＴ２６；方向速度レバー７５の操作方向並びに操作量Ｏｐを読み込む。方向速度レバー７５のポジションにより定まる。
ＳＴ２７；方向速度レバー７５の操作量Ｏｐから走行装置２０Ｌ，２０Ｒの目標速度（走行目標速度）Ｓｏを求める。目標速度Ｓｏは、例えば電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの目標モータ回転数である。
ＳＴ２８；電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを始動させる。
ＳＴ２９；電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を目標速度Ｓｏで制御した後に、出結合子Ａ４に進む。この結果、走行装置２０Ｌ，２０Ｒの走行方向（前進又は後進）並びに走行速度を制御することができる。

図９は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その４）であり、上記図８の出結合子Ａ４と本図の入結合子Ａ４とを経てＳＴ４１に進んだことを示す。
ＳＴ４１；実エラー回数Ｅｒを０にリセットする。
ＳＴ４２；エンジン３４を始動させる。すなわち、セルモータ９３を回すとともに点火装置（図示せず）をオンにする。
ＳＴ４３；制御部５６に内蔵されたタイマのカウント時間Ｔｃを０にリセットし、タイマをスタートさせる。
ＳＴ４４；カウント時間Ｔｃが予め設定された一定の基準時間Ｔｓを経過したか否かを調べ、ＹＥＳになるまでこのＳＴ４４を繰り返し、ＹＥＳになったらＳＴ４５に進む。ここで、基準時間Ｔｓは、エンジン３４が始動した後に安定した回転に達するまでの時間である。
ＳＴ４５；エンジン３４の回転数（実回転数、実速度）Ｎｅを計測する。回転数Ｎｅは、回転センサ９９で現実のエンジン３４の回転数を計測すればよい。

ＳＴ４６；エンジン３４の始動が適切に完了したかを調べる。具体的には、エンジン３４の回転数Ｎｅが予め設定された一定の下限しきい値（基準回転数、基準速度）Ｎｓに達したか否かを調べる。ＹＥＳなら、エンジン３４の始動が適切に完了したと判断して、この図の出結合子Ａ２及び図６の入結合子Ａ２を介してＳＴ０２に戻る。ＮＯなら、下限しきい値Ｎｓに達しないので、エンジン３４が始動できなかったと判断して、ＳＴ４７に進む。
ここで、下限しきい値Ｎｓは、エンジン３４の始動が適切に完了したことを判断するための基準となる基準回転数である。

ＳＴ４７；エンジン３４が始動しなかったので、実エラー回数Ｅｒを１回加算する（Ｅｒ＝Ｅｒ＋１）。
ＳＴ４８；実エラー回数Ｅｒが予め設定された一定の基準エラー回数Ｅｓに達したか否かを調べる。ＹＥＳであれば、何らかの点検をする必要があると判断してＳＴ４９に進む。ＮＯであればＳＴ４２に戻る。
ＳＴ４９；ＳＴ４２〜ＳＴ４８を基準エラー回数Ｅｓだけ繰り返しても、エンジン３４が始動しなかったので、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを停止させる。
ＳＴ５０；ＳＴ４２〜ＳＴ４８を基準エラー回数Ｅｓだけ繰り返しても、エンジン３４が始動しなかったので、報知器としての報知表示器８４や報音器８５を作動させて、エンジン始動不能であることを報知した後に、この制御を終了する。

なお、上記図７のＳＴ１３〜ＳＴ１４の組み合わせの構成は、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止しているという条件を判断する、走行停止判断手段１０１をなす。
また、上記図７のＳＴ１６〜ＳＴ１７の組み合わせの構成は、一旦停止したエンジン３４を再始動可能であるという条件を判断する、エンジン再始動可能判断手段１０２をなす。

図１０は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その５）であり、上記図７に示す走行停止判断手段１０１の変形例を示す。
変形例の走行停止判断手段１０３は、方向速度レバー（走行速度操作部材）７５の指定する目標速度（走行目標速度）が零であるという条件を判断するものであり、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０２の組み合わせの構成からなる。以下、上記図７を参照しつつ説明する。

ＳＴ１０１；上記ＳＴ１１でＮＯと判断（走行準備スイッチ７７ａがオフであると判断）したときに、方向速度レバー７５の操作方向並びに操作量Ｏｐを読み込む。方向速度レバー７５のポジションにより定まる。

ＳＴ１０２；方向速度レバー７５が前進位置又は後進位置にあるか否かを調べる。ＹＥＳなら上記ＳＴ１２に進む。ＮＯなら、方向速度レバー７５が中立位置（中立範囲）にあると判断して、上記ＳＴ１５に進む。方向速度レバー７５が中立位置にある場合には、走行速度操作部材の指定する走行目標速度が０（零）であるというと判断することになる。

以上をまとめると、作業機１０は、機体１１に車輪やクローラ等の走行装置２０Ｌ，２０Ｒ、除雪作業部等の作業装置４０、少なくともこの作業装置４０を駆動するエンジン３４、このエンジン３４をオン・オフ操作するメインスイッチ７１、オンで走行装置２０Ｌ，２０Ｒの走行可能指令を発しオフで停止指令を発する走行準備部材７７（走行準備レバー７７）、走行装置２０Ｌ，２０Ｒの走行目標速度Ｓｏを指定する走行速度操作部材７５（方向速度レバー７５）、作業装置４０をオン・オフ操作する作業用スイッチ７３（オーガスイッチ７３）、及び、制御部５６を備える。

制御部５６は、メインスイッチ７１がオンであるという第１条件（図６のＳＴ０３）と、走行準備部材７７がオフであるという第２条件（図７のＳＴ１１）と、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止している（図７のＳＴ１４）又は走行速度操作部材７５の指定する走行目標速度が零である（図１０のＳＴ１０２）という第３条件と、作業用スイッチ７３がオフであるという第４条件（図７のＳＴ１５）との、４つの条件を満たしたときにエンジン３４を停止させる停止制御を実行する（図７のＳＴ１８）ものであることを特徴とする。

本発明は、作業機１０に必須の上記構成部材７１，７３，７５，７７を有効に活用したものであって、（１）メインスイッチ７１がオン状態、すなわちエンジン３４の回転中において、（２）走行準備部材７７がオフであり、（３）走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止中又は走行速度操作部材７５の指定する走行目標速度が零であり、（４）作業用スイッチ７３がオフであるときには、作業機１０の走行を中断するとともに作業を中断した待機状態、すなわち、エンジン３４にほとんど負荷が掛かっていないアイドリング状態（空回り状態、idling）であると判断し、エンジン３４を自動的に停止させるようにした。

従って、作業機１０に必須の上記構成部材７１，７３，７５，７７を有効に活用したので、安価なエンジン停止システムによって、エンジン３４を自動的に停止させることができる。さらには、作業を中断する度に作業者がエンジン３４を停止させる必要がないので、作業者の負担を軽減することができる。しかも、エンジン３４のアイドリング状態を極力廃止することができるので、燃料をより一層節約することができ、エンジン３４の排気量を抑制して作業環境を一層高めることができ、エンジン３４の高寿命化を一層図ることができる。

さらには、作業者が意識してアイドルモードスイッチ８３を操作して、アイドルモード制御を選択するようにしたので、作業者はアイドリング状態のエンジン３４を自動的に停止・再始動をさせるか否かを自由に選択することができる。

さらに制御部５６は、エンジン３４を自動的に停止させた後に、メインスイッチ７１がオンであるという第４条件（図８のＳＴ２２）と、走行準備部材７７がオンであるという第５条件（図８のＳＴ２４）との、２つの条件を満たしたときにエンジン３４を再始動させる再始動制御を実行する（図９のＳＴ４２）ものであることを特徴とする。
このようにすることで、エンジン３４を自動的に停止させた後に、走行準備部材７７をオン操作するだけで、エンジン３４を再始動させることができる。従って、エンジン３４のアイドリング状態を極力廃止することに加えて、作業機１０を速やかに使用することができるので、作業性をより高めることができる。

ところで、上述のように制御部５６は、エンジン３４を再始動させる条件を満たした（図８のＳＴ２１〜ＳＴ２５）ときには、即時に電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを始動させ（図８のＳＴ２８）、引き続いてほぼ同時に、エンジン３４を再始動させる（図９のＳＴ４２）ように、制御するものである。この順序にした理由は、エンジン３４を再始動させつつ電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを始動させると、エンジン３４並びに電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの始動応答性が劣るからである。

このようにしたので、バッテリ５５の残容量が少ないときにエンジン３４を停止させると、エンジン３４の停止状態でバッテリ５５の放電が進むことで、エンジン３４を再始動できなくなる心配がある。
これに対して、エンジン再始動可能判断手段１０２を備えたので、バッテリ５５の残容量が一定以上ある場合だけ、エンジン３４を停止させることができる。従って、エンジン３４を容易に且つより確実に再始動させることができる。

なお、作業機１０は、エンジン３４の出力の一部で発電機５４を回し、得た電力をバッテリ５５に供給するとともに、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに供給する、いわゆるハイブリッド車であるから、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを始動させて、走行装置２０Ｌ，２０Ｒを走行させることは自由である。

なお、本発明は実施の形態では、作業機１０は除雪機に限るものではなく、芝刈機や耕耘機等の自走式作業機であれば種類は任意である。
また、走行装置は車輪の他に例えばクローラであってもよい。
また、方向速度レバー７５は、実施例では１本であったが、複数本でその役割を分担させてもよい。そして、走行速度操作部材７５はレバー、ダイヤル、スイッチ又は同等品であればよい。同様に、走行準備部材７７はレバー、ダイヤル、スイッチ又は同等品であればよい。
また、アイドルモードスイッチ８３の有無、及び、図６のＳＴ０５並びに図８のＳＴ２３の有無については任意である。

また、エンジン３４は少なくとも作業装置４０を駆動する構成であればよい。例えば、エンジン３４によって、作業装置４０と走行装置２０Ｌ，２０Ｒの両方を駆動する構成であってもよい。その場合には、図８のＳＴ２６〜ＳＴ２９のステップを廃止すればよい。

また、エンジン３４を再始動させる条件は、上記図８のＳＴ２２〜ＳＴ２５の全ての条件を満たした場合に限定するものではない。例えば、上記図８のＳＴ２４の条件、すなわち、走行準備スイッチ７７ａがオン（走行準備レバー７７がオン）であるという条件だけを満たした場合にエンジン３４及び電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを再始動させるようにしてもよい。

また、上記「第３条件」である、「（１）走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止しているという条件又は（２）走行速度操作部材７５の指定する走行目標速度Ｓｏが零であるという条件」については、（１）と（２）とのいずれか一方又は両方を満たしたものであればよい。
例えば、走行装置２０Ｌ，２０Ｒが停止しているという条件を判断する走行停止判断手段１０１（図７参照）と、走行速度操作部材７５の指定する走行目標速度Ｓｏが零であるという条件を判断する走行停止判断手段１０３（図１０参照）とは、いずれか一方又は両方を備えればよい。走行停止判断手段１０１と走行停止判断手段１０３の両方を備える場合には、これら１０１，１０３を並列処理又は時間割り込み処理で実行することによって、実質的に両方を同時に実行すればよい。

本発明の作業機は、エンジンを搭載し、自走しつつ作業装置にて作業をする除雪機、芝刈機、耕耘機等に好適である。

本発明に係る除雪機（作業機）の左側面図である。 本発明に係る除雪機の平面図である。 図１の３矢視図である。 本発明に係る除雪機の制御系統図である。 本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その１）である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その２）である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その３）である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その４）である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その５）である。 従来の作業機の概要図である。

符号の説明

１０…作業機（除雪機）、１１…機体、２０Ｌ，２０Ｒ…走行装置、３３Ｌ，３３Ｒ…電動モータ、３４…エンジン、４０…作業装置、５５…バッテリ、５６…制御部、７１…メインスイッチ、７３…作業用スイッチ（オーガスイッチ）、７５…走行速度操作部材（方向速度レバー）、７７…走行準備部材（走行準備レバー）、７７ａ…走行準備スイッチ（スイッチ手段）、８３…アイドルモードスイッチ、９６…電圧センサ、Ｓｏ…走行装置の走行目標速度、Ｓｒ…実走行速度、ＳＬ…下限しきい値。

Claims (1)

1. 機体に、車輪やクローラ等の走行装置、除雪作業部等の作業装置、少なくともこの作業装置を駆動するエンジン、このエンジンをオン・オフ操作するメインスイッチ、オンで前記走行装置の走行可能指令を発しオフで停止指令を発する走行準備部材、前記走行装置の走行目標速度を指定する走行速度操作部材、及び、前記作業装置をオン・オフ操作する作業用スイッチを備えた作業機において、
   この作業機は、前記メインスイッチがオンであるという第１条件と、前記走行準備部材がオフであるという第２条件と、前記走行装置が停止している又は前記走行速度操作部材の指定する走行目標速度が零であるという第３条件と、前記作業用スイッチがオフであるという第４条件との、４つの条件を満たしたときに前記エンジンを停止させる停止制御を実行する制御部を備えていることを特徴とする作業機。
   

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