JP4339636B2 - 作業機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関及び電動モータを併用した作業機の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業機において、内燃機関によって作業装置を駆動するとともに電動モータによって走行装置を駆動するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７１３１７公報（第３−４頁、図１、図４）
【０００４】
特許文献１による従来の作業機の概要を図１０で説明する。
図１０は従来の作業機の概要図であり、特開２００１−２７１３１７公報の図４の要部を再掲する。なお、符号は振り直した。
【０００５】
従来の作業機１００は、機体１０１にオーガ１０２及びブロア１０３からなる作業装置１０４、作業装置１０４を駆動するエンジン１０５、クローラからなる左右の走行装置１０６，１０６、これらの走行装置１０６，１０６を駆動する左右の電動モータ１０７，１０７、エンジン１０５に駆動されてバッテリ１０８や電動モータ１０７，１０７に電力を供給する発電機１０９、電動モータ１０７，１０７を制御する制御部１１１を備えたというものである。
【０００６】
エンジン１０５の出力の一部で発電機１０９を回し、得た電力をバッテリ１０８に供給するとともに、左右の電動モータ１０７，１０７に供給することができる。また、エンジン１０５の出力の残部を、電磁クラッチ１１２を介して作業装置１０４の回転に充てることができる。このように作業機１００は、エンジン１０５で作業装置１０４を駆動するとともに、電動モータ１０７，１０７で走行装置１０６，１０６を駆動する形式の除雪機である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の作業機１００は、エンジン１０５で作業装置１０４を駆動するとともに、電動モータ１０７，１０７で走行装置１０６，１０６を駆動する形式であるから、比較的小容量で小型のバッテリ１０８を搭載することが多い。エンジン１０５から発電機１０９を介して電動モータ１０７，１０７へ、常時電力を供給できるので、大容量のバッテリ１０８は不要である。発電機１０９による発電量が、電動モータ１０７，１０７で消費される消費電力量よりも若干上回るようにすればよいからである。
【０００８】
ところで、このような作業機１００においては、エンジン１０５を運転することなく、一時的に短距離だけ走行させたい場合がある。例えば、作業機１００を保管場所に出し入れする場合や、保管場所から近くの作業場所へ移動させる場合である。このような場合にその都度、エンジン１０５を運転するのでは作業が面倒である。
【０００９】
そこで本発明の目的は、内燃機関及び電動モータを併用した作業機において、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転して、作業機を一時的に短距離だけ走行させることのできる技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、機体に除雪作業部等の作業装置、この作業装置を駆動する内燃機関、クローラや車輪等の走行装置、この走行装置を駆動する電動モータ、内燃機関に駆動されてバッテリや電動モータに電力を供給する発電機、電動モータを制御する制御部を備えた作業機において、
内燃機関を停止してバッテリから供給される電力だけで電動モータを回転させるためのバッテリモードに、切換え操作する手段として、作業機を左右へ旋回操作するための左及び右旋回操作スイッチと、バッテリモードスイッチとの、少なくとも一方を備え、
制御部は、バッテリモードスイッチがオンであるとき、又は、左旋回操作スイッチと右旋回操作スイッチが同時に連続してオンである時間が一定時間を経過したときに、バッテリモードであると判断して、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ回転させるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項１によれば、バッテリモードスイッチがオンであるとき、又は、左旋回操作スイッチと右旋回操作スイッチが同時に連続してオンである時間が一定時間を経過したときに、内燃機関を停止させた状態で、バッテリから供給される電力によってのみ、電動モータを回転させることができる。このため、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転して、作業機を一時的に短距離だけ走行させることができる。内燃機関を運転する作業は不要である。電動モータだけを運転すればよいので、運転作業を簡単にすることができ、作業機の取り扱い性をより高めることができる。
さらには、必要以上に内燃機関を運転する必要がないので、内燃機関の耐久性をより高めることができるとともに、内燃機関を運転するための燃料等の消費量をより節減することができる。
【００１２】
さらに、請求項１は、制御部は、バッテリモードに移行した直後にバッテリの端子電圧を計測し、この端子電圧に基づいてバッテリの残容量を求め、この残容量から内燃機関を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量を除くことで走行可能容量を求め、この走行可能容量に基づいて走行可能時間を求め、この走行可能時間にわたって電動モータの回転を許容するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１によれば、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転したときに、バッテリの消費が進んでも、バッテリの残容量のうち、内燃機関を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量を残した分の時間だけ、電動モータを回転させることができる。すなわち、電動モータだけを運転したときに、作業機の走行可能な時間を制限した。この結果、バッテリの残容量が減少しても、内燃機関を確実に始動させることができる。このため、内燃機関を再び運転して速やかに作業を再開することができる。従って、作業機の取り扱い性をより一層高めることができる。さらには、バッテリの過放電を防止することにより、バッテリの耐久性をより高めることができる。
請求項２は、前後進速度調節レバーを備えており、この前後進速度調節レバーは、電動モータの走行速度を操作するとともに、電動モータを正逆転させることで前後進切換えをするものであり、制御部は、前後進速度調節レバーが前進位置又は後進位置にあるという条件を、最初に満足した時点から、走行可能時間にわたって電動モータの回転を許容するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施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。
【００１５】
図１は本発明に係る除雪機の左側面図、図２は本発明に係る除雪機の平面図でである。
図１及び図２に示すように、作業機としての除雪機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（すなわち、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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明は、内燃機関としてのエンジン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だけを駆動するように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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ッ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。
【００２８】
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を停止状態に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。
【００２９】
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である。
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。
【００３０】
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ンになる。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、スイッチ手段はオフとなる。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、旋回機構としての電磁ブレーキ（図４の符号３７Ｌ，３７Ｒ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。
【００３８】
さらにまた、操作盤５３は背面５３ａに、バッテリモードスイッチ８３、バッテリモード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。
【００３９】
バッテリモードスイッチ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、接点自動復帰式の押し釦スイッチである。
報知表示器８４は、制御部５６がバッテリモードであることを判断したときに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がバッテリモードであることを判断したときに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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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。９７Ｌ，９７Ｒ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。
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。
【００４３】
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。
【００４４】
次に走行装置２０Ｌ，２０Ｒの系統の作動を、図４に基づき説明をする。
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３７Ｌ，３７Ｒ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３７Ｌ，３７Ｒによって制動するようにした。これらの電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒは、駐車中は制御部５６の制御により、ブレーキ状態にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒを開放する。
【００４５】
メインスイッチ７１がスタート位置又は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３７Ｌ，３７Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。左の電磁ブレーキ３７Ｌは左旋回機構の役割をも果たす。右の電磁ブレーキ３７Ｒは右旋回機構の役割をも果たす。
【００４６】
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▲１▼，▲２▼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。
【００４７】
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、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させ、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。
【００４８】
左旋回操作スイッチ８１Ｌを押している間は、スイッチオンのスイッチ信号に基づいて左の電磁ブレーキ３７Ｌはブレーキ状態になる。右旋回操作スイッチ８１Ｒを押している間は、スイッチオンのスイッチ信号に基づいて右の電磁ブレーキ３７Ｒはブレーキ状態になる。左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒから手を放すと、電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒは開放（非ブレーキ）状態に戻る。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
この停止は、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの両極を短絡させる短絡ブレーキ回路（回生ブレーキ）３８Ｌ，３８Ｒを用いて実行する。短絡ブレーキ回路３８Ｌ，３８Ｒは、文字通り電動モータ３３Ｌ，３３Ｒ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，３３Ｒは急制動状態になる。
【００５２】
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３７Ｌ，３７Ｒ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。
【００５３】
次に、除雪機１０をバッテリ５５の電力だけで走行させるときの制御方法を説明する。すなわち、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３及び図４を参照しつつ、図６〜図９に基づき説明する。
この制御フローは、例えば図３に示すメインスイッチ７１を「オフ位置」から「オン位置」へ切換えたときに開始する。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。
【００５４】
図６は本発明に係るバッテリモード制御フロー図（その１）である。
ＳＴ０１；初期設定をする。
ＳＴ０２；メインスイッチ７１、方向速度レバー７５、走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒ、バッテリモードスイッチ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。
【００５５】
ＳＴ０３；バッテリモードであるか否かを調べ、ＮＯならＳＴ０４に進み、ＹＥＳならＳＴ０５に進む。バッテリモードであることを判断するには、次の２つの方法がある。
第１の方法は、バッテリモードスイッチ８３がオンであるときに、バッテリモードであると判断する。
【００５６】
第２の方法は、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒが、同時に連続してオンである時間が一定時間、例えば３秒を経過したという条件が満たされたときに、バッテリモードであると判断する。左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒは、除雪機１０を左旋回又は右旋回させるときに、どちらか一方だけを操作するものであるから、両方を同時に操作することはない。このように通常では行わない、特殊な操作をすることによって、バッテリモードであると判断することができる。
【００５７】
第２の方法を採用することで、バッテリモードに操作するときに、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握り替えたり、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒから手を放す必要がない。このため、除雪機１０の操縦性が高まる。しかも、新たなバッテリモードスイッチを設ける必要がなく、部品数を削減できる。
【００５８】
ＳＴ０４；メインスイッチ７１が「オン位置」にあるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０２に戻り、ＮＯならリターンしてこの制御を終了する。バッテリモードに切換えることなく、メインスイッチ７１を「オフ位置ＯＦＦ」又は「スタート位置ＳＴ」に切換えることで、ＮＯの判断となる。
ＳＴ０５；バッテリモードに移行したので、バッテリ５５の端子電圧Ｅｂを計測する。端子電圧Ｅｂについては、電圧センサ９６によって現実の端子電圧を計測すればよい。
ＳＴ０６；端子電圧Ｅｂに基づいてバッテリ５５の残容量Ｃａを求める。具体的には、図７に示すマップにて求める。
【００５９】
図７は本発明に係るバッテリの残容量マップであり、横軸をバッテリの残容量Ｃａ（％）とし縦軸をバッテリの端子電圧Ｅｂ（Ｖ、ボルト）として、バッテリ５５の端子電圧Ｅｂに対応する残容量Ｃａを得る特性曲線図である。
ここで、バッテリの「残容量Ｃａ」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。但し、本発明においては、残容量Ｃａの単位を％で表し、完全充電されたときの容量（総電気量）を１００％として表した。
【００６０】
このマップによれば、残容量Ｃａは、端子電圧Ｅｂが大きいほど１００％に近く、小さいほど０％に近い値であることが判る。より具体的には、端子電圧ＥｂがＥ３であるときに残容量Ｃａは７０％、端子電圧ＥｂがＥ２であるときに残容量Ｃａは５０％である。このマップによって、そのときの端子電圧Ｅｂに対応する残容量Ｃａを求めることができる。
【００６１】
なお、このマップは例えば、それぞれの除雪機１０に個別に搭載されたバッテリ５５における固有のデータを、制御部５６に内蔵されたメモリに記憶させた実際のデータである。各バッテリ５５毎に放電特性は若干相違する。このため、各バッテリ５５毎の固有の放電特性を考慮した。従って、各バッテリ５５の固有のマップをメモリから逐次読み出すことによって、比較的正確な残容量Ｃａを簡単に求めることができる。
【００６２】
図６に戻って説明を続ける。
ＳＴ０７；残容量Ｃａから最低残容量Ｃｍを除くことで、走行可能容量Ｃｒを求める。すなわち、Ｃｒ＝Ｃａ−Ｃｍである。
ここで、「最低残容量Ｃｍ」とは、エンジン３４を少なくとも１回始動させるのに必要な、バッテリ５５の残容量（電気量）のことである。例えば最低残容量Ｃｍを２０％に予め設定しておく。また、「走行可能容量Ｃｒ」とは、バッテリモードに切換えた後に、除雪機１０を走行させることができる、バッテリ５５の残容量（電気量）のことである。本発明においては、走行可能容量Ｃｒの単位を％で表す。
【００６３】
ＳＴ０８；走行可能容量Ｃｒに基づいて走行可能時間Ｔｒを求める。具体的には、図８に示すマップにて求める。
【００６４】
図８は本発明に係る走行可能時間マップであり、横軸を走行可能時間Ｔｒ（秒）とし縦軸をバッテリの走行可能容量Ｃｒ（％）として、バッテリの走行可能容量Ｃｒに対応する走行可能時間Ｔｒを得る特性線図である。ここで、走行可能時間Ｔｒとは、バッテリ５５の走行可能容量Ｃｒによって、除雪機１０を走行させることができる時間のことである。
【００６５】
このマップによれば、走行可能時間Ｔｒは、走行可能容量Ｃｒが大きいほど長時間であり、小さいほど短時間であることが判る。より具体的には、走行可能容量Ｃｒが１００％であるときに走行可能時間Ｔｒは最大のＴ３であり、走行可能容量Ｃｒが０％であるときに走行可能時間Ｔｒは０である。このように、走行可能時間Ｔｒは一次直線で表される値である。このマップによって、そのときの走行可能容量Ｃｒに対応する走行可能時間Ｔｒを求めることができる。
【００６６】
ＳＴ０９；バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオンにした後に、出結合子Ａ１に進む。バッテリモード報知器によって、作業者にバッテリモードに切り替わったことを知らせることができる。
【００６７】
図９は本発明に係るバッテリモード制御フロー図（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に進んだことを示す。
【００６８】
ＳＴ１１；走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ、すなわち走行準備スイッチ７７ａ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を手で握ったときにＹＥＳであると判断する。
ＳＴ１２；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、ＮＯならＳＴ１３に進み、ＹＥＳならＳＴ１６に進む。
ＳＴ１３；走行準備レバー７７を離したという条件、又は方向速度レバー７５を中立位置（中立範囲）に戻したという条件が満たされたので、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを停止させる。
【００６９】
ＳＴ１４；メインスイッチ７１が「オン位置」にあるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１１に戻り、ＮＯならＳＴ１５に進む。
ＳＴ１５；バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオフにした後に、リターンしてこの制御を終了する。
【００７０】
ＳＴ１６；除雪機１０の前進・後進・旋回・走行速度等の走行条件を読み込む。例えば、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの目標速度を方向速度レバー７５の位置から読み込む。
ＳＴ１７；左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの実速度を計測する。実速度は回転センサ９７Ｌ，９７Ｒで現実の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数を計測すればよい。
ＳＴ１８；左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを制御信号で回転制御する。なお、制御信号出力はＰＩ制御ならＰＩ出力、ＰＩＤ制御ならＰＩＤ出力に相当する。この制御信号出力はパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）であってもよい。
【００７１】
ＳＴ１９；制御部５６に内蔵されたタイマが作動中であるか否かを調べ、ＮＯならＳＴ２０に進み、ＹＥＳならＳＴ２１に進む。
ＳＴ２０；タイマをリセット（Ｔｃ＝０）してスタートさせる。
ＳＴ２１；タイマをスタートしてからのカウント時間（経過時間）Ｔｃが上記走行可能時間Ｔｒに達したか否かを調べ、ＮＯならＳＴ１１に戻り、ＹＥＳならＳＴ２２に進む。
【００７２】
ＳＴ２２；左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを走行可能時間Ｔｒだけ回転させた、すなわち除雪機１０を走行可能時間Ｔｒだけ走行させたという条件が満たされたので、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを停止させる。
ＳＴ２３；バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオフにした後に、リターンしてこの制御を終了する。
【００７３】
以上の説明から明らかなように、本発明の制御部５６は、エンジン３４を停止させた状態で、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒをバッテリ５５から供給される電力によって回転させるバッテリモード（制御モード）に切換えて実行するように構成したことを特徴とする。
【００７４】
制御部５６をバッテリモードに切換えることによって、エンジン３４を停止させた状態で、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒをバッテリ５５から供給される電力によってのみ、回転させることができる。このため、エンジン３４を運転することなく電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転して、作業機１０を一時的に短距離だけ走行させることができる。例えば、作業機１０を保管場所に出し入れする、又は、保管場所から近くの作業場所へ移動させることができる。
【００７５】
エンジン３４を運転する作業は不要である。電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転すればよいので、運転作業を簡単にすることができ、作業機１０の取り扱い性をより高めることができる。また、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転して作業機１０を移動できるので、騒音を抑制でき、早朝などの静かなときに特に有効である。
さらには、必要以上にエンジン３４を運転する必要がないので、エンジン３４の耐久性をより高めることができるとともに、エンジン３４を運転するための燃料等の消費量をより節減することができる。
【００７６】
さらに制御部５６は、バッテリモード（制御モード）に移行した直後にバッテリ５５の端子電圧Ｅｂを計測し、この端子電圧Ｅｂに基づいてバッテリ５５の残容量Ｃａを求め、この残容量Ｃａからエンジン３４を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量Ｃｍを除くことで走行可能容量Ｃｒを求め、この走行可能容量Ｃｒに基づいて走行可能時間Ｔｒを求め、この走行可能時間Ｔｒにわたって左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を許容するように構成したことを特徴とする。
【００７７】
エンジン３４を運転することなく電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転したときに、バッテリ５５の消費が進んでも、バッテリ５５の残容量Ｃａのうち、エンジン３４を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量Ｃｍを残した分の、時間Ｔｒだけ電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させることができる。すなわち、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転したときに、作業機１０の走行可能な時間Ｔｒを制限した。この結果、バッテリ５５の残容量Ｃａが減少しても、エンジン３４を確実に始動させることができる。
【００７８】
このため、エンジン３４を再び運転して速やかに作業を再開することができる。従って、作業機１０の取り扱い性をより一層高めることができる。エンジン３４を運転することにより、発電機５４を回してバッテリ５５に再び充電することができる。さらには、バッテリ５５の過放電を防止することにより、バッテリ５５の耐久性をより高めることができる。
【００７９】
なお、上記本発明の実施の形態において、作業機は除雪機１０に限定されるものではなく、例えば耕耘機であってもよい。
また、走行装置２０Ｌ，２０Ｒはクローラに限定されるものではなく、例えば車輪であってもよい。
また、内燃機関３４はガソリンエンジンやディーゼルエンジンを包含する。
また、作業装置４０は除雪作業部に限定されるものではなく、例えば耕耘作業部であってもよい。
【００８０】
また、バッテリモードに切換える手段としては、バッテリモードスイッチ８３と左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒの、いずれか一方を備えればよい。
また、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒは、押し釦スイッチに限定されるものではなく、例えば、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒに備えたレバーによって操作する、左右のレバースイッチであってもよい。その場合には、バッテリモードに切換える手段は、左右のレバースイッチが兼ねることになる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、バッテリモードスイッチがオンであるとき、又は、左旋回操作スイッチと右旋回操作スイッチが同時に連続してオンである時間が一定時間を経過したときに、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ回転させる、バッテリモードに切換えて実行するように構成したので、制御部をバッテリモードに切換えることによって、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ、回転させることができる。このため、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転して、作業機を一時的に短距離だけ走行させることができる。内燃機関を運転する作業は不要である。電動モータだけを運転すればよいので、運転作業を簡単にすることができ、作業機の取り扱い性をより高めることができる。
さらには、必要以上に内燃機関を運転する必要がないので、内燃機関の耐久性をより高めることができるとともに、内燃機関を運転するための燃料等の消費量をより節減することができる。
【００８２】
さらに、請求項１は、制御部を、制御モードに移行した直後にバッテリの端子電圧を計測し、この端子電圧に基づいてバッテリの残容量を求め、この残容量から内燃機関を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量を除くことで走行可能容量を求め、この走行可能容量に基づいて走行可能時間を求め、この走行可能時間にわたって電動モータの回転を許容するように構成したので、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転したときに、バッテリの消費が進んでも、バッテリの残容量のうち、内燃機関を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量を残した分の、時間だけ電動モータを回転させることができる。すなわち、電動モータだけを運転したときに、作業機の走行可能な時間を制限した。この結果、バッテリの残容量が減少しても、内燃機関を確実に始動させることができる。このため、内燃機関を再び運転して速やかに作業を再開することができる。従って、作業機の取り扱い性をより一層高めることができる。さらには、バッテリの過放電を防止することにより、バッテリの耐久性をより高めることができる。
請求項２は、前後進速度調節レバーを備えており、この前後進速度調節レバーは、電動モータの走行速度を操作するとともに、電動モータを正逆転させることで前後進切換えをするものであり、制御部は、前後進速度調節レバーが前進位置又は後進位置にあるという条件を、最初に満足した時点から、走行可能時間にわたって電動モータの回転を許容するように構成したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除雪機の左側面図
【図２】本発明に係る除雪機の平面図
【図３】図１の３矢視図
【図４】本発明に係る除雪機の制御系統図
【図５】本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図
【図６】本発明に係るバッテリモード制御フロー図（その１）
【図７】本発明に係るバッテリの残容量マップ
【図８】本発明に係る走行可能時間マップ
【図９】本発明に係るバッテリモード制御フロー図（その２）
【図１０】従来の作業機の概要図
【符号の説明】
１０…作業機、１１…機体、２０Ｌ，２０Ｒ…走行装置、３３Ｌ，３３Ｒ…電動モータ、３４…内燃機関、４０…作業装置、５４…発電機、５５…バッテリ、５６…制御部、Ｃａ…バッテリの残容量、Ｃｍ…バッテリの最低残容量、Ｃｒ…バッテリの走行可能容量、Ｅｂ…バッテリの端子電圧、Ｔｒ…走行可能時間。

Claims (2)

1. 機体に除雪作業部等の作業装置、この作業装置を駆動する内燃機関、クローラや車輪等の走行装置、この走行装置を駆動する電動モータ、前記内燃機関に駆動されてバッテリや前記電動モータに電力を供給する発電機、前記電動モータを制御する制御部を備えた作業機において、
   前記内燃機関を停止して前記バッテリから供給される電力だけで前記電動モータを回転させるためのバッテリモードに、切換え操作する手段として、作業機を左右へ旋回操作するための左及び右旋回操作スイッチと、バッテリモードスイッチとの、少なくとも一方を備え、
   前記制御部は、
   前記バッテリモードスイッチがオンであるとき、又は、前記左旋回操作スイッチと前記右旋回操作スイッチが同時に連続してオンである時間が一定時間を経過したときに、バッテリモードであると判断して、前記内燃機関を停止させた状態で、前記電動モータを前記バッテリから供給される電力によってのみ回転させるように構成するとともに、
   前記バッテリモードに移行した直後に前記バッテリの端子電圧を計測し、この端子電圧に基づいて前記バッテリの残容量を求め、この残容量から前記内燃機関を少なくとも１回始動させるのに必要な最低残容量を除くことで走行可能容量を求め、この走行可能容量に基づいて走行可能時間を求め、この走行可能時間にわたって前記電動モータの回転を許容するように構成したことを特徴とする作業機。
2. 前後進速度調節レバーを備えており、
   この前後進速度調節レバーは、前記電動モータの走行速度を操作するとともに、前記電動モータを正逆転させることで前後進切換えをするものであり、
   前記制御部は、前記前後進速度調節レバーが前進位置又は後進位置にあるという条件を、最初に満足した時点から、前記走行可能時間にわたって前記電動モータの回転を許容するように構成したことを特徴とする請求項１記載の作業機。

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