JP4471297B2 - オーガ式除雪機 - Google Patents

Description

本発明は、自走可能な機体に、エンジンにより駆動するオーガ式の除雪作業部を備えたオーガ式除雪機に関する。

エンジン駆動式作業部を備えた作業機には、例えばオーガ式除雪機のように、走行速度や作業状況に応じて作業部にかかる負荷が増大するものがある。オーガ式除雪機は、前進走行しつつ前部のオーガ（作業部）で雪を掻き集めて除雪する作業機である。走行速度が増すと、オーガによる除雪量も増す。この結果、オーガにかかる負荷は増大する。このようなオーガ式除雪機としては、各種のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開平３−３２６１７号公報

特許文献１に示す従来のオーガ式除雪機を、次の図９に基づいて説明する。図９（ａ），（ｂ）は従来のオーガ式除雪機の構成図であり、（ａ）は側方から見たオーガ式除雪機を示し、（ｂ）はオーガ式除雪機を模式的に示す。
従来のオーガ式除雪機１００は、除雪作業部１０１を備えた機体１０２を走行部１０３によって走行させるようにし、除雪作業部１０１及び走行部１０３をエンジン１０４にて駆動するというものである。除雪作業部１０１はオーガ１１１、ブロア１１２及びシュータ１１３からなる。

このオーガ式除雪機１００によれば、エンジン１０４の回転速度を速度センサ１２１で検出するとともに、エンジン１０４からオーガ１１１及びブロア１１２に伝達されるトルクをトルクセンサ１２２で検出し、これらの検出信号に基づき、除雪している雪質及び積雪量を制御部１２３で推定することができる。

制御部１２３は、推定結果に基づいて走行部１０３、オーガ１１１及びブロア１１２の速度を制御する。具体的に述べると、制御部１２３は、雪質が氷雪で且つ積雪量が少ないと推定した場合には、走行部１０３の速度を減少させるとともにオーガ１１１及びブロア１１２の速度を増大させ、一方、普通の雪質（柔らかい雪など）で且つ積雪量が多いと推定した場合には、走行部１０３、オーガ１１１及びブロア１１２の速度を減少させる。

しかしながら、除雪する雪質や積雪量は常に変化することが多い。雪質や積雪量に応じて除雪作業部１０１にかかる負荷が変動したときに、単に走行部１０３の走行速度を変えるだけでは、負荷が変動する度に減速、加速を頻繁に繰り返すことになる。例えば、除雪中に走行速度が頻繁に大きく変動したのでは、作業者にとって煩わしい。作業性を高めるには改良の余地がある。
また、走行速度や負荷の大きさにかかわらず、負荷が増大する度に単に一定の走行速度まで下げるのでは、低速過ぎる場合もあり、作業性を高めるには改良の余地がある。

本発明は、電動モータにて自走可能な機体にエンジンにより駆動するオーガ式の除雪作業部を備えたオーガ式除雪機の作業性を、より高め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、エンジンにより駆動するオーガ式の除雪作業部と、この除雪作業部のオン・オフを指示する作業駆動指令部と、電動モータにより駆動する車輪やクローラ等の走行部と、電動モータを制御する制御部と、この制御部に電動モータの目標速度を指示する目標速度調節部とを備えたオーガ式除雪機において、制御部に、
予め設定され、エンジンの実回転数に対して最大１．０から最小０．０までの範囲で電動モータの減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、作業駆動指令部にて除雪作業部をオンにした時点の目標速度に応じて１つを選択する、モータ減速パターン選択ステップと、
選択された減速補正係数マップに基づいて、エンジンの実回転数に対する電動モータの減速補正係数を求める、補正係数取得ステップと、
求められた減速補正係数を目標速度に乗算することで、目標速度を補正する、速度補正ステップと、
電動モータの実速度を補正された目標速度まで減速するように制御する、モータ速度制御ステップと、を備えることで、
作業駆動指令部にて除雪作業部をオンにした時点の目標速度を基準として実速度を下げるように構成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、複数の減速補正係数マップが、エンジンの実回転数が大きいときには減速補正係数が大きく、エンジンの実回転数が小さいときには減速補正係数が小さくなる特性を有していることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２において、モータ減速パターン選択ステップが、除雪作業部をオンにした時点の目標速度が小さいときほど、複数の減速補正係数マップの中から、エンジンの実回転数の低下に応じて減速補正係数が小さくなる度合いの大きい特性のマップを選択するように構成したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３において、複数の減速補正係数マップが、エンジンの実回転数が予め設定された上限値を越えた場合に、この上限値に対応する減速補正係数を維持するとともに、エンジンの実回転数が予め設定された下限値を下回った場合に、この下限値に対応する減速補正係数を維持する特性を有していることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、作業駆動指令部にて除雪作業部をオンにした時点の目標速度に応じた減速補正係数マップを選択することによって、現在の作業中の走行速度（電動モータの目標速度）を基準とし、エンジンの実回転数に対する電動モータの減速補正係数（減速補正係数は、最大１．０から最小０．０までの範囲である。）を求め、この減速補正係数を目標速度に乗算することによって目標速度を補正する。このため、オーガ式除雪機における現実の走行速度を基準とした割合だけ、その走行速度を下げることができる。
つまり、オーガ式除雪機における現在の走行速度で作業中に、除雪作業部にかかる負荷が増大した場合には、エンジンの回転数が低下する。このときに、現在の走行速度に応じた最適なマップを選択し、低下したエンジンの回転数に応じた減速補正係数を求め、この減速補正係数に応じた分だけ走行速度を下げることができる。従って、走行速度（目標速度）に対応した負荷制御を行うことができる。

例えば、負荷が頻繁に大きく変動した場合であっても、走行速度が頻繁に大きく変動することを抑制することができる。しかも、負荷が増大したときに、現在の走行速度を基準とした割合だけしか速度を下げることがない。このため、作業者にとって、走行速度が頻繁に大きく変動する煩わしさがなく、作業性をより高めることができる。

請求項２に係る発明では、各減速補正係数マップの特性を、エンジンの実回転数が大きいときには減速補正係数が大きく、エンジンの実回転数が小さいときには減速補正係数が小さくなるように設定したものである。
減速補正係数については、例えば最大１．０から最小０．０とすればよい。減速補正係数を１．０とすれば、減速補正係数によって補正される目標速度は変わらない。減速補正係数を０．０とすれば、減速補正係数によって補正される目標速度は０．０となる。つまり、停止する。このように、減速補正係数が小さいほど、減速補正係数によって補正される目標速度は小さくなる。つまり、減速補正係数が大きいときの目標速度は余り減少しない。一方、減速補正係数が小さいときの目標速度は大きく減少する。

一般に、作業中において、エンジンが高速回転に変化したときには、除雪作業部にかかる負荷が小さい作業状況になったと考えることができる。一方、エンジンが低速回転に変化したときには、除雪作業部にかかる負荷が大きい作業状況になったと考えることができる。
これに対して請求項２に係る発明では、エンジンが高速回転をしている軽負荷のときに、減速補正係数が大きい特性とすることにより、オーガ式除雪機の走行速度が余り下がらないので、現在の作業速度をできるだけ維持することができる。一方、エンジンが低速回転をしている重負荷のときには、減速補正係数が小さい特性とすることにより、オーガ式除雪機の走行速度を大きく下げて負荷を減少させ、エンジンの負担を軽減させることができる。このように、作業者の意図に沿った作業を行うことができるので、作業性をより一層高めることができる。

請求項３に係る発明では、除雪作業部をオンにした時点の目標速度が小さいときほど、エンジンの実回転数の低下に応じて減速補正係数が大きく減少する特性の、減速補正係数マップを選択するように構成したものである。
作業中の走行速度（電動モータの目標速度）が大きい場合は、除雪作業部にかかる負荷が増大しても、走行速度が余り減少しないので、現在の作業速度をできるだけ維持して、手早い作業をすることができる。また、作業中の走行速度が元々小さい場合は、除雪作業部にかかる負荷が増大したときに、減速補正係数を大きく減少させても、走行速度はそれほど大きく減少しない。従って、作業速度が比較的遅い作業のときに適している。
このように、請求項３に係る発明では、作業者の作業速度の感覚に合った作業を行うことができるので、作業性がより一層高まる。

請求項４に係る発明では、エンジンの実回転数が、予め設定された上限値を越えた場合や下限値を下回った場合、そのときの減速補正係数を維持するように、各減速補正係数マップの特性を設定したものである。
このようにすることで、電動モータの目標速度の変化に応じて、他の減速補正係数マップへ切り替わったときに、補正された目標速度の値が大きく変動することを、抑制することができる。従って、除雪機の走行速度における速度変化を円滑にすることができ、この結果、作業性がより一層高まる。

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い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌｅは左側、Ｒｉは右側を示す。
図１は本発明に係る除雪機（作業機）の側面図である。図２は本発明に係る除雪機の模式的平面図兼制御系統図である。

図１及び図２に示すように、除雪機１０は、左右の走行部１１Ｌ，１１Ｒを備えた走行フレーム１２に、オーガ式の作業部１３及びこの作業部１３を駆動するエンジン１４を備えた車体フレーム１５の後部を上下スイング可能に取付け、車体フレーム１５の前部を昇降駆動機構１６によって昇降するようにし、さらに、走行フレーム１２の後部から後方上部へ左右２本の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒを延し、これらの操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒの先端にグリップ１８Ｌ，１８Ｒを設けた、自走可能な作業機である。

このような除雪機１０はオーガ式除雪機と言われている。以下、作業部１３のことを除雪作業部１３と言う。作業者は、除雪機１０に連れて歩行しながら、操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒで除雪機１０を操作することができる。

走行フレーム１２及び車体フレーム１５の組合せ構造は機体１９をなす。走行フレーム１２は、走行部１１Ｌ，１１Ｒを駆動する左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを備える。左右の走行部１１Ｌ，１１Ｒは、左右のクローラベルト２２Ｌ，２２Ｒ、走行輪として後部に配置された左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒ、及び、前部に配置された左右の転動輪２４Ｌ，２４Ｒからなる。
左の電動モータ２１Ｌの駆動力で、左の駆動輪２３Ｌを介して左のクローラベルト２２Ｌを駆動することができる。右の電動モータ２１Ｒの駆動力で、右の駆動輪２３Ｒを介して右のクローラベルト２２Ｒを駆動することができる。

除雪作業部１３は、オーガハウジング２５、オーガハウジング２５の背面と一体のブロアケース２６、オーガハウジング２５に備えたオーガ２７、ブロアケース２６に備えたブロア２８及びシュータ２９からなる。

図１に示すように、エンジン１４は、電磁クラッチ３１及び伝動機構３２を介して除雪作業部１３を駆動する除雪用駆動源である。
伝動機構３２は、エンジン１４のクランクシャフト１４ａに取り付けられた電磁クラッチ３１から、オーガ用伝動軸３３にベルトにて動力を伝達する、ベルト式伝動機構である。エンジン１４の動力は、クランクシャフト１４ａ→電磁クラッチ３１→伝動機構３２→オーガ用伝動軸３３の経路でオーガ２７及びブロア２８に伝わる。オーガ２７で掻き集めた雪を、ブロア２８によってシュータ２９を介して遠くへ飛ばすことができる。
なお、オーガハウジング２５は、後下端にスクレーパ３５及び左右のそり３６Ｌ，３６Ｒを備える。

昇降駆動機構１６は、シリンダからピストンが進退可能なアクチュエータである。このアクチュエータは、電動モータ１６ａ（図２参照）にて図示せぬ油圧ポンプから発生させた油圧によって、ピストンを伸縮させる型式の電動油圧シリンダである。電動モータ１６ａは、昇降駆動機構１６のシリンダの側部に一体に組込んだ、昇降用駆動源である。

このような除雪機１０は、走行フレーム１２に、オーガハウジング２５及びブロアケース２６をローリング可能に取付け、オーガハウジング２５をローリング駆動機構３８で左右にローリング（横揺れ）させるようにした構成である。
詳しく説明すると、前後に延びるオーガ用伝動軸３３をオーガハウジング２５及びブロアケース２６で回転可能に支承し、ブロアケース２６を車体フレーム１５の前端部に左右回転可能（ローリング可能）に取付けたものである。

上述のように、走行フレーム１２は車体フレーム１５を取り付けた構成である。このため、走行フレーム１２にオーガハウジング２５及びブロアケース２６をローリング可能に取付けたことになる。この結果、走行フレーム１２に対して、オーガハウジング２５は昇降可能且つローリング可能である。

ローリング駆動機構３８は、シリンダからピストンが進退可能なアクチュエータである。このアクチュエータは、電動モータ３８ａ（図２参照）にて図示せぬ油圧ポンプから発生させた油圧によって、ピストンを伸縮させる型式の電動油圧シリンダである。電動モータ３８ａは、ローリング駆動機構３８のシリンダの側部に一体に組込んだ、ローリング用駆動源である。

ところで、左右の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒ間には、操作部４０、制御部６１、バッテリ６２を配置したものである。以下、操作部４０について説明する。

図３は本発明に係る操作部の斜視図である。図４は本発明に係る操作部の平面図である。図３及び図４に示すように操作部４０は、左右の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒの間に設けた操作ボックス４１と、グリップ１８Ｌの近傍で左の操作ハンドル１７Ｌに設けた走行準備レバー４２並びに左の旋回操作レバー４３Ｌと、グリップ１８Ｒの近傍で右の操作ハンドル１７Ｒに取付けた右の旋回操作レバー４３Ｒとからなる。

走行準備レバー４２は、スイッチ４２ａ（図２参照）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４２ａはオフになる。作業者の左手で走行準備レバー４２を握ってグリップ１８Ｌ側に下げれば、スイッチ４２ａはオンとなる。

左右の旋回操作レバー４３Ｌ，４３Ｒは、左右のグリップ１８Ｌ，１８Ｒを握った手でそれぞれ操作する旋回操作部材であり、それぞれ対応する旋回スイッチ４３Ｌａ，４３Ｒａ（図２参照）に作用する機構である。
これら左右の旋回操作レバー４３Ｌ，４３Ｒは、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旋回スイッチ４３Ｌａ，４３Ｒａはオフになる。作業者の左手で左の旋回操作レバー４３Ｌを握ってグリップ１８Ｌ側に上げれば、左の旋回スイッチ４３Ｌａはオンとなる。右の旋回スイッチ４３Ｒａについても同様である。このように、左右の旋回操作レバー４３Ｌ，４３Ｒが握られているか否かは旋回スイッチ４３Ｌａ，４３Ｒａで検出することができる。

上記図２も参照しつつ説明すると、操作ボックス４１はその背面４１ａ（作業者側の面）に、メインスイッチ４４及びオーガスイッチ４５（「クラッチ操作スイッチ４５」とも言う）を備える。
メインスイッチ４４を回してオンにすることで、エンジン１４を始動させることができる。オーガスイッチ４５は、電磁クラッチ３１をオン・オフ切替えする手動スイッチであり、例えば押し釦スイッチからなる。

さらに操作ボックス４１はその上面４１ｂに、モード切替スイッチ５１、スロットルレバー５２、方向速度レバー５３、リセットスイッチ５４、オーガハウジング姿勢操作レバー５５及びシュータ操作レバー５６を、この順に左側から右側へ配列して、備えたものである。
より具体的に述べると、操作ボックス４１の上面４１ｂのうち、車幅中心ＣＬの左隣に方向速度レバー５３を配置するとともに、車幅中心ＣＬの右隣にリセットスイッチ５４を配置した。

モード切替スイッチ５１は、制御部６１における走行制御モードを切り替える手動式切替スイッチであり、例えばロータリスイッチからなる。ノブ５１ａを図反時計回りに回すことで第１制御位置Ｐ１、第２制御位置Ｐ２及び第３制御位置Ｐ３に切り替えることができる。これらの各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に切り替えたときに、モード切替スイッチ５１はそれぞれ対応するスイッチ信号を発する。
第１制御位置Ｐ１は、制御部６１に「第１の制御モード」で制御をさせるためのスイッチ位置である。第２制御位置Ｐ２は、制御部６１に「第２の制御モード」で制御をさせるためのスイッチ位置である。第３制御位置Ｐ３は、制御部６１に「第３の制御モード」で制御をさせるためのスイッチ位置である。

第１の制御モードは、エンジン１４の回転数を基に手動操作にて制御する、いわゆる、手動モードである。第２の制御モードは、スロットル弁７１における開度の増加量に対して走行速度を緩やかに減少させるように制御する、いわゆる、パワーモードである。第３の制御モードは、スロットル弁７１の開度の増加量に対して、走行速度を第２の制御モードの場合よりも大きく減少させるように制御する、いわゆる、オートモード（自動モード）である。なお、第２・第３の制御モードにおいて、スロットル弁７１の開度の代わりに、エンジン１４の回転数を基に走行速度を制御する構成であってもよい。

このように制御部６１の負荷制御モードを、（１）作業に慣れている上級者が使う手動操作式の第１の制御モードと、（２）ある程度慣れている中級作業者が使う半自動式の第２の制御モードと、（３）不慣れな初心者が使う自動式の第３の制御モードとの、３つのモードに設定したものである。
これらのモードを適宜選択することにより、１台の除雪機１０を初心者から上級作業者まで、自分に最適な作業形態で容易に使用することができる。

スロットルレバー５２は、電子式ガバナ（電気式ガバナとも言う。）の制御モータ７２を制御することによって、スロットル弁７１を開閉制御するための操作部材であり、作業者の手で、矢印Ｄｅ，Ｉｎの如く前後方向へ往復させることができ、ポテンショメータ５２ａでポジションに応じた電圧を発生させる。スロットルレバー５２を矢印Ｄｅ方向へ倒せばスロットル弁７１を全閉まで閉じることができ、スロットルレバー５２を矢印Ｉｎ方向へ倒せばスロットル弁７１を全開まで開けることができる。この結果、エンジン１４の回転数を調節することができる。

方向速度レバー５３は、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの回転を制御するための操作部材であり、その詳細については後述する（図５参照）。

リセットスイッチ５４（オーガ原位置自動復帰スイッチ５４）は、オーガハウジング２５の姿勢（位置）を、予め設定されている原点に復帰させるための手動スイッチであり、例えば押し釦スイッチからなり、表示灯５７を備える。

オーガハウジング姿勢操作レバー５５は、オーガハウジング２５の姿勢を変えるための、操作部材である。つまり、オーガハウジング姿勢操作レバー５５は、オーガ２７で除雪作業時にオーガハウジング２５を雪面に合わせて昇降並びにローリングさせるべく、昇降駆動機構１６やローリング駆動機構３８を操作するための、操作部材である。オーガハウジング姿勢操作レバー５５を前側Ｆｒｓ、後側Ｒｒｓ、左側Ｌｅｓ及び右側Ｒｉｓにスイング操作しているときに、それぞれ対応するスイッチをオンにすることができる。
シュータ操作レバー５６は、シュータ２９（図１参照）の向きを変えるための、操作部材である。

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る。
図５に示すように、方向速度レバー５３（「前後進速度調節レバー５３」とも言う）は、作業者の手で、矢印Ａｄ，Ｂａの如く前後に往復させることができ、「中立範囲」より「前進」側へ倒せば除雪機１０（図１参照）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」側へ倒せば除雪機１０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５３ａ（図２参照）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５３と名付けた。

次に、除雪機１０の制御系統について図２に基づき説明する。除雪機１０の制御系統は、制御部６１に中心に集約されたものである。制御部６１はメモリ６３を内蔵し、このメモリ６３に記憶されている各種の情報を適宜読み出して制御する構成である。

先ず、除雪作業部１３の系統の作動を説明する。
エンジン１４の吸気系は、スロットル弁７１を制御モータ７２で開閉制御するとともに、チョーク弁７３を制御モータ７４で開閉制御する構成である。スロットル弁７１の開度についてはスロットルポジションセンサ７５で検出し、チョーク弁７３の開度についてはチョークポジションセンサ７６で検出し、これらの各検出信号を制御部６１に発するようにした。
エンジン１４の回転速度（回転数）については、エンジン回転センサ７７にて検出し、その検出信号を制御部６１に発するようにした。

エンジン１４の出力の一部で発電機８１を回し、得た電力をバッテリ６２に供給するとともに、左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒや他の電装品に供給する。エンジン１４の出力の残部は、オーガ２７及びブロア２８の回転に充てる。

走行準備レバー４２を握るとともに、オーガスイッチ４５を操作することにより、電磁クラッチ３１を接続（オン）し、エンジン１４の動力でオーガ２７及びブロア２８を回転させることができる。なお、走行準備レバー４２をフリーにするか、又は、オーガスイッチ４５を操作することにより、電磁クラッチ３１を断（オフ）状態にすることができる。

次に走行部１１Ｌ，１１Ｒの系統の作動を説明する。
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８２Ｌ，８２Ｒを備える。具体的には、左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの各モータ軸を左右の電磁ブレーキ８２Ｌ，８２Ｒによって制動するようにした。これらの電磁ブレーキ８２Ｌ，８２Ｒは、駐車中は制御部６１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８２Ｌ，８２Ｒを開放する。

メインスイッチ４４がオン位置にあること、及び、走行準備レバー４２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５３を前進又は後進に切換えると、電磁ブレーキ８２Ｌ，８２Ｒはオフ状態になる。

方向速度レバー５３の位置情報をポテンショメータ５３ａから得た制御部６１は、左右のモータドライバ８４Ｌ，８４Ｒを介して左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを回転させ、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの回転速度（回転数）をモータ回転センサ８３Ｌ，８３Ｒで検出して、その検出信号に基づいて回転速度が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。モータドライバ８４Ｌ，８４Ｒは、回生ブレーキ回路８５Ｌ，８５Ｒ及び短絡ブレーキ回路８６Ｌ，８６Ｒを含む。短絡ブレーキ回路８６Ｌ，８６Ｒはブレーキ手段である。

左の旋回操作レバー４３Ｌを握って左の旋回スイッチ４３Ｌａをオン操作している間は、そのスイッチオンのスイッチ信号に基づいて制御部６１は左の回生ブレーキ回路８５Ｌを作動させ、左の電動モータ２１Ｌの速度を下げる。
右の旋回操作レバー４３Ｒを握って右の旋回スイッチ４３Ｒａをオン操作している間は、そのスイッチオンのスイッチ信号に基づいて制御部６１は右の回生ブレーキ回路８５Ｒを作動させ、右の電動モータ２１Ｒの速度を下げる。
すなわち、左の旋回操作レバー４３Ｌを握っている間だけ、除雪機１０を左旋回させることができる。また、右の旋回操作レバー４３Ｒを握っている間だけ、除雪機１０を右旋回させることができる。

そして、（１）走行準備レバー４２を離すか、（２）メインスイッチ４４をオフ位置に戻すか、（３）方向速度レバー５３を中立位置に戻すかの、何れかにより走行を停止させることができる。

オーガハウジング姿勢操作レバー５５を前後にスイング操作することで、電動モータ１６ａは正逆転し、昇降駆動機構１６のピストンを伸縮させる。この結果、オーガハウジング２５及びブロアケース２６は昇降する。オーガハウジング２５の昇降位置については、ハイト位置センサ８７（上下動検出部８７）にて検出し、その検出信号を制御部６１に発するようにした。

オーガハウジング姿勢操作レバー５５を左右にスイング操作することで、電動モータ３８ａは正転し、ローリング駆動機構３８のピストンを伸縮させる。この結果、オーガハウジング２５及びブロアケース２６は左右にローリングする。オーガハウジング２５のローリング位置については、ローリング位置センサ８８（左右傾動検出部８８）にて検出し、その検出信号を制御部６１に発するようにした。

次に、上記図２に示す制御部６１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６〜図８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４４をオンにしたときに制御を開始し、メインスイッチ４４をオフにしたときに制御を終了する。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。以下、図２及び図４を参照しつつ説明する。

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）であり、エンジン１４及び電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを制御するためのメインルーチンを示す。
ＳＴ０１；方向速度レバー５３の操作方向並びに操作量Ｏｐを読み込む。この信号は方向速度レバー５３のポジションにより定まる。すなわち、方向速度レバー５３のポテンショメータ５３ａから制御部６１に発した、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度指令を読み込む。

ＳＴ０２；方向速度レバー５３の操作位置を調べ、「中立位置」なら停止制御であると判断してＳＴ０３に進み、「後進位置」なら後進走行制御であると判断してＳＴ０４に進み、「前進位置」なら前進走行制御であると判断してＳＴ０５に進む。
ＳＴ０３；電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを停止させる又は停止状態を維持させた後に、ＳＴ０１に戻る。
ＳＴ０４；電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの後進制御（逆転制御）を実行した後に、ＳＴ０１に戻る。走行部１１Ｌ，１１Ｒは後進走行をする。

ＳＴ０５；方向速度レバー５３の操作量Ｏｐから電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度Ｔｓ（目標回転数Ｔｓ）を求める。
ＳＴ０６；電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの実際の速度Ｔｒ（実回転速度Ｔｒ。以下、「実速度Ｔｒ」と言う）を計測する。実速度Ｔｒについては、例えばモータ回転センサ８３Ｌ，８３Ｒで計測すればよい。

ＳＴ０７；オーガスイッチ４５のスイッチ信号を読み込む。
ＳＴ０８；オーガスイッチ４５がオンであるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０９に進み、ＮＯならＳＴ１０に進む。なお、図６では省略するが、ＹＥＳの判断の場合には、電磁クラッチ３１をオンにする（除雪作業部１３を作動させる）。ＮＯの判断の場合には、電磁クラッチ３１をオフにする（除雪作業部１３を停止させる）。

ＳＴ０９；減速補正係数マップに基づいて、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの前進制御（正転制御）を実行した後に、ＳＴ０１に戻る。走行部１１Ｌ，１１Ｒは前進走行をする。このＳＴ０９を具体的に実行するためのサブルーチンについては、後述する図７にて示す。
ＳＴ１０；電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの実速度Ｔｒが目標速度Ｔｓとなるように、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの前進制御（正転制御）を実行した後に、ＳＴ０１に戻る。走行部１１Ｌ，１１Ｒは前進走行をする。

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のステップＳＴ０９に示す、減速補正係数マップに基づく電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの前進制御モードを、具体的に実行するためのサブルーチンを示す。
ＳＴ１０１；エンジン１４の実際の回転数Ｎｅ（以下、「実回転数Ｎｅ」と言う）を計測する。実回転数Ｎｅについては、例えばエンジン回転センサ７７で計測すればよい。

ＳＴ１０２；目標速度Ｔｓを、予め設定された複数の速度しきい値（第１速度しきい値Ｔｏ１、第２速度しきい値Ｔｏ２、第３速度しきい値Ｔｏ３、第４速度しきい値Ｔｏ４）と比較する。各速度しきい値Ｔｏ１〜Ｔｏ４については、「０＜Ｔｏ１＜Ｔｏ２＜Ｔｏ３＜Ｔｏ４」の関係にある。

目標速度Ｔｓが０から第１速度しきい値Ｔｏ１までの範囲なら（０＜Ｔｓ≦Ｔｏ１）、目標速度Ｔｓが起動域にあると判断して、ＳＴ１０３に進む。
目標速度Ｔｓが第１速度しきい値Ｔｏ１を越えて第２速度しきい値Ｔｏ２までの範囲にあるなら（Ｔｏ１＜Ｔｓ≦Ｔｏ２）、目標速度Ｔｓが微速域にあると判断して、ＳＴ１０４に進む。
目標速度Ｔｓが第２速度しきい値Ｔｏ２を越えて第３速度しきい値Ｔｏ３までの範囲にあるなら（Ｔｏ２＜Ｔｓ≦Ｔｏ３）、目標速度Ｔｓが低速域にあると判断して、ＳＴ１０５に進む。
目標速度Ｔｓが第３速度しきい値Ｔｏ３を越えて第４速度しきい値Ｔｏ４までの範囲にあるなら（Ｔｏ３＜Ｔｓ≦Ｔｏ４）、目標速度Ｔｓが中速域にあると判断して、ＳＴ１０６に進む。
目標速度Ｔｓが第４速度しきい値Ｔｏ４を越えているなら、（Ｔｏ４＜Ｔｓ）、目標速度Ｔｓが高速域にあると判断して、ＳＴ１０７に進む。

ＳＴ１０３；減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、第１減速補正係数マップＲ１（図８参照）を選択する。
ＳＴ１０４；減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、第２減速補正係数マップＲ２（図８参照）を選択する。
ＳＴ１０５；減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、第３減速補正係数マップＲ３（図８参照）を選択する。
ＳＴ１０６；減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、第４減速補正係数マップＲ４（図８参照）を選択する。
ＳＴ１０７；減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、第５減速補正係数マップＲ５（図８参照）を選択する。

ここで、図８において、各減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５について説明する。
図８は本発明に係る減速補正係数マップの説明図であり、横軸をエンジンの実回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）とし縦軸を減速補正係数Ｒｄとして、エンジンの実回転数Ｎｅに対応する減速補正係数Ｒｄを得る、５つの減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５を示す。

これらの減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５は、エンジンの実回転数Ｎｅが大きいときには減速補正係数Ｒｄが大きく、エンジンの実回転数Ｎｅが小さいときには減速補正係数Ｒｄが小さくなる特性を有している。つまり、減速補正係数Ｒｄは、エンジンの実回転数Ｎｅが大きいほど１．０に近く、回転数Ｎｏが小さいほど０に近い値である。

さらに、これらの減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５は、エンジンの実回転数Ｎｅが予め設定された上限値Ｎｓｕを越えた場合に、この上限値Ｎｓｕに対応する減速補正係数Ｒｄｍ（例えば、Ｒｄｍ＝１．０）を維持するとともに、エンジンの実回転数Ｎｅが予め設定された下限値Ｎｓｄを下回った場合に、この下限値Ｎｓｄに対応する各減速補正係数Ｒｄ１〜Ｒｄ５を維持する特性を有している。

つまり、第１減速補正係数マップＲ１において、下限値Ｎｓｄに対応する減速補正係数はＲｄ１である。第２減速補正係数マップＲ２において、下限値Ｎｓｄに対応する減速補正係数はＲｄ２である。第３減速補正係数マップＲ３において、下限値Ｎｓｄに対応する減速補正係数はＲｄ３である。第４減速補正係数マップＲ４において、下限値Ｎｓｄに対応する減速補正係数はＲｄ４である。第５減速補正係数マップＲ５において、下限値Ｎｓｄに対応する減速補正係数はＲｄ５である。
下限値Ｎｓｄに対応する、各減速補正係数Ｒｄ１〜Ｒｄ５については、「０＜Ｒｄ１＜Ｒｄ２＜Ｒｄ３＜Ｒｄ４＜Ｒｄ５＜１．０」の関係にある。

以上の説明をまとめると、次の通りである。
複数の減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５は、エンジンの実回転数Ｎｅが上限値Ｎｓｕから下限値Ｎｓｄまで低下するにつれて、減速補正係数Ｒｄが小さくなる。
このように、上限値Ｎｓｕから下限値Ｎｓｄまで低下するにつれて、つまり、エンジンの実回転数Ｎｅの低下に応じて、減速補正係数Ｒｄが小さくなる度合いは、第５減速補正係数マップＲ５が最も小さく、第４減速補正係数マップＲ４、第３減速補正係数マップＲ３、第２減速補正係数マップＲ２、第１減速補正係数マップＲ１の順に大きくなる特性を有している。

図７に戻って説明を続ける。
ＳＴ１０８；上記ＳＴ１０３〜ＳＴ１０７において選択された減速補正係数マップＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４又はＲ５に基づいて、エンジン１４の実回転数Ｎｅに対する電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの減速補正係数Ｒｄを求める。
ＳＴ１０９；求められた減速補正係数Ｒｄにて目標速度Ｔｓを補正する。すなわち、方向速度レバー５３の操作量Ｏｐから求められた元の目標速度Ｔｓに、減速補正係数Ｒｄを乗じて補正し、この補正した値を新たな目標速度Ｔｓとする（Ｔｓ＝Ｔｓ×Ｒｄ）。
ＳＴ１１０；電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの実速度Ｔｒが、補正された目標速度Ｔｓとなるように、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの前進制御（正転制御）を実行した後に、図６のＳＴ０９にリターンする。走行部１１Ｌ，１１Ｒは前進走行をする。

以上の説明から明らかなように、ＳＴ１０２〜ＳＴ１０７の集合体は、モータ減速パターン選択ステップ９１をなす。ＳＴ１０８は補正係数取得ステップ９２をなす。ＳＴ１０９は速度補正ステップ９３をなす。ＳＴ１０９はモータ速度制御ステップ９４をなす。

モータ減速パターン選択ステップ９１は、予め設定された、エンジン１４の実回転数Ｎｅに対する電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの減速補正係数Ｒｄの特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５の中から、オーガスイッチ４５にて除雪作業部１３をオンにした時点の目標速度Ｔｓに応じて１つを選択する構成である。
補正係数取得ステップ９２は、選択された減速補正係数マップＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４又はＲ５に基づいて、エンジン１４の実回転数Ｎｅに対する電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの減速補正係数Ｒｄを求める構成である。
速度補正ステップ９３は、求められた減速補正係数Ｒｄにて目標速度Ｔｓを補正する構成である。
モータ速度制御ステップ９４は、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの実速度Ｔｒを補正された目標速度Ｔｓとなるように制御する構成である。

以上述べたように除雪機等の作業機１０は上記構成、作用を有するので、次のような効果を発揮する。
すなわち作業機１０は、機体１９に、エンジン１４により駆動する作業部１３（除雪作業部１３）と、この作業部１３のオン・オフを指示する作業駆動指令部４５（オーガスイッチ４５）と、走行用電動モータ２１Ｌ，２１Ｒにより駆動する車輪やクローラ等の走行部１１Ｌ，１１Ｒと、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを制御する制御部６１と、この制御部６１に電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度Ｔｓを指示する目標速度調節部５３（方向速度レバー５３）とを備える。

制御部６１は、モータ減速パターン選択ステップ９１、補正係数取得ステップ９２、速度補正ステップ９３、及び、モータ速度制御ステップ９４を備えたことを特徴とする。

このような制御部６１は、作業駆動指令部４５にて作業部１３をオンにした時点の目標速度Ｔｓに応じた減速補正係数マップＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４又はＲ５を選択することによって、現在の作業中の走行速度（電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度Ｔｓ）を基準とし、エンジン１４の実回転数Ｎｅに対する電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの減速補正係数Ｒｄを求め、この減速補正係数Ｒｄによって目標速度Ｔｓを補正する。このため、作業機１０における現実の走行速度を基準とした割合だけ、その走行速度を下げることができる。

つまり、作業機１０における現在の走行速度で作業中に、作業部１３にかかる負荷が増大した場合には、エンジン１４の回転数Ｎｅが低下する。このときに、現在の走行速度に応じた最適なマップＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４又はＲ５を選択し、低下したエンジン１４の回転数Ｎｅに応じた減速補正係数Ｒｄを求め、この減速補正係数Ｒｄに応じた分だけ走行速度を下げることができる。従って、走行速度（電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度Ｔｓ）に対応した負荷制御を行うことができる。

例えば、負荷が頻繁に大きく変動した場合であっても、作業機１０の走行速度が頻繁に大きく変動することを抑制することができる。しかも、負荷が増大したときに、現在の走行速度を基準とした割合だけしか速度を下げることがない。このため、作業者にとって、走行速度が頻繁に大きく変動する煩わしさがなく、作業性をより高めることができる。

さらに複数の減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５は、エンジン１４の実回転数Ｎｅが大きいときには減速補正係数Ｒｄが大きく、エンジン１４の実回転数Ｎｅが小さいときには減速補正係数Ｒｄが小さくなる特性を有している。

減速補正係数Ｒｄについては、例えば最大１．０から最小０．０とすればよい。減速補正係数Ｒｄを１．０とすれば、減速補正係数Ｒｄによって補正される目標速度Ｔｓは変わらない。減速補正係数Ｒｄを０．０とすれば、減速補正係数Ｒｄによって補正される目標速度Ｔｓは０．０となる。つまり、停止する。このように、減速補正係数Ｒｄが小さいほど、減速補正係数Ｒｄによって補正される目標速度Ｔｓは小さくなる。つまり、減速補正係数Ｒｄが大きいときの目標速度Ｔｓは余り減少しない。一方、減速補正係数Ｒｄが小さいときの目標速度Ｔｓは大きく減少する。

一般に、作業中において、エンジン１４が高速回転に変化したときには、作業部１３にかかる負荷が小さい作業状況になったと考えることができる。一方、エンジン１４が低速回転に変化したときには、作業部１３にかかる負荷が大きい作業状況になったと考えることができる。

これに対して発明では、エンジン１４が高速回転をしている軽負荷のときに、減速補正係数Ｒｄが大きい特性とすることにより、作業機１０の走行速度が余り下がらないので、現在の作業速度をできるだけ維持することができる。一方、エンジン１４が低速回転をしている重負荷のときには、減速補正係数Ｒｄが小さい特性とすることにより、作業機１０の走行速度を大きく下げて負荷を減少させ、エンジン１４の負担を軽減させることができる。このように、作業者の意図に沿った作業を行うことができるので、作業性をより一層高めることができる。

さらには、モータ減速パターン選択ステップ９１は、作業部１３をオンにした時点の目標速度Ｔｓが小さいときほど、エンジン１４の実回転数Ｎｅの低下に応じて減速補正係数Ｒｄが大きく減少する特性の、減速補正係数マップＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４又はＲ５を選択するように構成したものである。

作業中の走行速度（電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度Ｔｓ）が大きい場合は、作業部１３にかかる負荷が増大しても、走行速度が余り減少しないので、現在の作業速度をできるだけ維持して、手早い作業をすることができる。
また、作業中の走行速度が元々小さい場合は、作業部１３にかかる負荷が増大したときに、減速補正係数Ｒｄを大きく減少させても、走行速度はそれほど大きく減少しない。従って、作業速度が比較的遅い作業のときに適している。
このように、作業者の作業速度の感覚に合った作業を行うことができるので、作業性がより一層高まる。

さらには、複数の減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５は、エンジン１４の実回転数Ｎｅが、予め設定された上限値Ｎｓｕを越えた場合に、この上限値Ｎｓｕに対応する減速補正係数Ｒｄを維持するとともに、エンジン１４の実回転数Ｎｅが予め設定された下限値Ｎｓｄを下回った場合に、この下限値Ｎｓｄに対応する減速補正係数Ｒｄを維持する特性を有している。

このようにすることで、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの目標速度Ｔｓの変化に応じて、他の減速補正係数マップへ切り替わったときに、補正された目標速度Ｔｓの値が大きく変動することを、抑制することができる。従って、作業機１０の走行速度における速度変化を円滑にすることができ、この結果、作業性がより一層高まる。

以上、図６〜図８に基づきに説明した制御部６１の制御フローの構成は、例えば上記モード切替スイッチ５１で第２制御位置Ｐ２に切り替えたときの、第２の制御モード（パワーモード）に適用するのに最適である。

なお、本発明は実施の形態では、作業機１０は走行速度に応じて作業部１３にかかる負荷が増大するものであればよく、オーガ式除雪機に限定されるものではない。

また、作業駆動指令部４５にて作業部１３をオンにした時点の目標速度Ｔｓに応じて、エンジン１４の実回転数Ｎｅに対する電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの減速補正係数Ｒｄを求める構成、すなわち、モータ減速パターン選択ステップ９１及び補正係数取得ステップ９２の組合せ構成は、演算式によって求める構成を包含する。つまり、複数の減速補正係数マップＲ１〜Ｒ５の各特性に合致する演算式を予め設定し、この演算式によって減速補正係数Ｒｄを求める構成であってもよい。

また、上記制御フローにおいて、左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの駆動制御方式は、例えば、モータ端子にパルス電圧を供給するパルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）とすればよい。制御部６１の制御信号に応じて、モータドライバ８４Ｌ，８４Ｒはパルス幅が制御されたパルス信号を発して、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの回転を制御することができる。

本発明の作業機１０は、作業部１３をエンジン１４で駆動するとともに、走行部１１Ｌ，１１Ｒの走行速度を電動モータ２１Ｌ，２１Ｒで可変するようにし、エンジン１４並びに電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを関連させて走行速度を制御するものであって、走行速度に応じて作業部１３にかかる負荷が増大する自走式作業機である。このような作業機１０は、前進走行しつつ前部のオーガで雪を掻き集めて除雪するオーガ式除雪機に好適である。

本発明に係る除雪機（作業機）の側面図である。 本発明に係る除雪機の模式的平面図兼制御系統図である。 本発明に係る操作部の斜視図である。 本発明に係る操作部の平面図である。 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。 本発明に係る減速補正係数マップの説明図である。 従来のオーガ式除雪機の構成図である。

符号の説明

１０…作業機（除雪機）、１１Ｌ，１１Ｒ…走行部、１３…作業部（除雪作業部）、１４…エンジン、１９…機体、２１Ｌ，２１Ｒ…電動モータ、４５…作業駆動指令部（オーガスイッチ）、５３…目標速度調節部（方向速度レバー）、６１…制御部、９１…モータ減速パターン選択ステップ、９２…補正係数取得ステップ、９３…速度補正ステップ、９４…モータ速度制御ステップ、Ｎｅ…エンジンの実回転数、Ｎｓｄ…下限値、Ｎｓｕ…上限値、Ｒｄ…減速補正係数、Ｒｄ１〜Ｒｄ５…下限値に対応する減速補正係数、Ｒｄｍ…上限値に対応する減速補正係数、Ｒ１〜Ｒ５…減速補正係数マップ、Ｔｒ…電動モータの実速度、Ｔｓ…電動モータの目標速度。

Claims (4)

1. 機体に、エンジンにより駆動するオーガ式の除雪作業部と、この除雪作業部のオン・オフを指示する作業駆動指令部と、電動モータにより駆動する車輪やクローラ等の走行部と、前記電動モータを制御する制御部と、この制御部に前記電動モータの目標速度を指示する目標速度調節部とを備えたオーガ式除雪機において、前記制御部は、
   予め設定され、前記エンジンの実回転数に対して最大１．０から最小０．０までの範囲で前記電動モータの減速補正係数の特性が互いに異なる、複数の減速補正係数マップの中から、前記作業駆動指令部にて前記除雪作業部をオンにした時点の前記目標速度に応じて１つを選択する、モータ減速パターン選択ステップと、
   前記選択された減速補正係数マップに基づいて、前記エンジンの実回転数に対する前記電動モータの減速補正係数を求める、補正係数取得ステップと、
   前記求められた減速補正係数を前記目標速度に乗算することで、前記目標速度を補正する、速度補正ステップと、
   前記電動モータの実速度を前記補正された目標速度まで減速するように制御する、モータ速度制御ステップと、を備えることで、
   前記作業駆動指令部にて前記除雪作業部をオンにした時点の前記目標速度を基準として前記実速度を下げるように構成したことを特徴とするオーガ式除雪機。
2. 前記複数の減速補正係数マップは、前記エンジンの実回転数が大きいときには前記減速補正係数が大きく、前記エンジンの実回転数が小さいときには前記減速補正係数が小さくなる特性を有していることを特徴とした請求項１記載のオーガ式除雪機。
3. 前記モータ減速パターン選択ステップは、前記除雪作業部をオンにした時点の前記目標速度が小さいときほど、前記複数の減速補正係数マップの中から、前記エンジンの実回転数の低下に応じて前記減速補正係数が小さくなる度合いの大きい特性のマップを選択するように構成したことを特徴とする請求項２記載のオーガ式除雪機。
4. 前記複数の減速補正係数マップは、前記エンジンの実回転数が予め設定された上限値を越えた場合に、この上限値に対応する前記減速補正係数を維持するとともに、前記エンジンの実回転数が予め設定された下限値を下回った場合に、この下限値に対応する前記減速補正係数を維持する特性を有していることを特徴とした請求項２又は請求項３記載のオーガ式除雪機。

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