JP4607002B2 - 走行型車両 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源の出力と電動モータの出力との差動出力を走行装置に伝達する走行型車両に関する。

除雪機、芝刈り機、トラクタ、コンバイン等の走行型車両は、内燃式エンジンのような駆動源の出力を左右一対の走行装置と作業機とに分配して伝達し、走行と作業とを同時的に又は個々に実行するよう構成してある。
走行型車両は、走行型車両を旋回させる場合に作業者が操作する旋回操作部を備える。走行型車両は、旋回操作部の操作方向に応じて右旋回又は左旋回し、旋回操作部の操作量（例えばステアリングホイールの回転角度、旋回レバーの傾倒角度等）に応じて、大きい旋回半径（遅い旋回速度）又は小さい旋回半径（早い旋回速度）で旋回する。

このために、走行型車両は、旋回用に左右一対の電動モータを備え、電動モータの出力と、駆動源の出力との差動出力を走行装置夫々に伝達し、旋回時に内側となるべき車軸（以下、内側車軸という）の回転態様と旋回時に外側となるべき車軸（以下、外側車軸という）の回転態様とを異ならせることによって旋回する。
具体的には、旋回操作部の操作方向及び操作量に応じて、各電動モータの出力を制御することによって、外側車軸を回転させつつ内側車軸を回転停止又は逆回転させるか、外側車軸の回転方向と同一方向に回転させつつ内側車軸の回転数を外側車軸の回転数より低くする（特許文献１参照）。

旋回半径を小さくして急速に旋回するために、旋回操作部の操作量が最大操作量である場合は、従来、外側車軸を回転させて、内側車軸を回転停止又は逆回転させていた。
特開２００５−１９９７５５号公報

しかしながら、特に車速が早い場合、即ち車軸が高い回転数で回転している場合、回転中の内側車軸を回転停止又は逆回転させるためには大出力の電動モータを備える必要があり、このために高価な大型の電動モータを搭載していた。
一方、車速が遅い場合、即ち車軸が低い回転数で回転している場合、回転中の内側車軸を回転停止又は逆回転させるためには電動モータの大きな出力を必要としない。更に、車速が大きい場合は、危険であるため急旋回することは少ない。つまり、大出力の電動モータを備えることによって走行型車両が過剰性能となることがあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、旋回操作部から最大操作量を受け付けた場合でも、外側車軸の回転方向と同じ回転方向に、外側車軸の回転数より小さい回転数で内側車軸が回転するよう電動モータの出力を制御する構成とすることにより、出力の小さい小型の電動モータを搭載することができる走行型車両を提供することにある。

本発明の他の目的は、作業中でない場合、旋回操作部から最大操作量を受け付けたときでも、外側車軸の回転方向と同じ回転方向に、外側車軸の回転数より小さい回転数で内側車軸が回転するよう電動モータの出力を制御する構成とすることにより、一般に車速が早い場合に、旋回半径を大きくして緩やかに旋回することができる走行型車両を提供することにある。

本発明の他の目的は、作業中である場合、車速が早いときは最大操作量受付時に内側車軸が回転停止するように、車速が遅いときは最大操作量受付時に内側車軸が逆回転するように、夫々電動モータの出力を制御する構成とすることにより、出力の大きい大型の電動モータを備えることなく作業効率を向上させることができる走行型車両を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、静油圧式無段変速装置を備えることにより、車速を無段階に調整して走行効率及び作業効率を向上させることができる走行型車両を提供することにある。

第１発明に係る走行型車両は、車軸を夫々有する一対の走行装置と、電動モータと、前記走行装置に各対応し、駆動源の出力及び前記電動モータの出力の差動出力を前記走行装置に伝達する一対の差動機構と、旋回操作部と、該旋回操作部から操作方向及び操作量を受け付けて、前記電動モータの出力を制御する制御部とを備える走行型車両において、作業機と、前記駆動源から前記作業機への駆動力を継／断するクラッチと、車速の指示が入力操作される車速操作部とを備え、前記制御部は、最大操作量を受け付けた場合でも、旋回時に内側となるべき車軸の回転数が、旋回時に外側となるべき車軸の回転数より小さく、かつ回転方向が同一となるよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する出力制御手段と、前記クラッチの継／断に基づいて前記作業機を作動させるか否かを判定する手段と、前記車速操作部から入力された車速が所定車速以上であるか否かを判定する手段と、前記作業機を作動させると判定した場合、前記車速が前記所定車速以上であると判定したとき、最大操作量を受け付けた場合に、旋回時に内側となるべき車軸の回転が略停止するよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する手段と、前記作業機を作動させると判定した場合、前記車速が前記所定車速未満であると判定したとき、最大操作量を受け付けた場合に、旋回時に内側となるべき車軸が、旋回時に外側となるべき車軸の逆方向に回転するよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する手段とを有し、前記作業機を作動させないと判定した場合、前記出力制御手段を実行するようにしてあることを特徴とする。

第２発明に係る走行型車両は、前記駆動源の出力を変速して前記差動機構に伝達する静油圧式無段変速装置を備えることを特徴とする。

第１発明にあっては、制御部は、旋回操作部から受け付けた操作方向及び操作量に基づいて電動モータの出力を制御するが、旋回操作部の操作量が最大操作量である場合でも、旋回時に内側となるべき車軸（内側車軸）の回転数が、旋回時に外側となるべき車軸（外側車軸）の回転数より小さく、かつ回転方向が同一となるよう制御部が電動モータの出力を増減する。
作業者が旋回操作部に右旋回又は左旋回に対応する最大操作量を入力した場合、駆動源の出力と電動モータの出力とが差動機構に伝達され、差動機構の出力が走行装置に伝達される。
このとき、走行装置の外側車軸の回転方向と同じ回転方向に、外側車軸の回転数より小さい回転数で内側車軸が回転して、走行型車両は大きな旋回半径で緩やかに右旋回又は左旋回（以下、緩旋回という）する。

具体的には、略同一の回転数で回転していた左右の車軸に対し、外側車軸の回転数を保持（又は増加）させて、内側車軸の回転数を減少させるか、外側車軸の回転数を減少させて、内側車軸の回転数を更に減少させるか、内側車軸の回転数を増加させて、外側車軸の回転数を更に増加させるか、外側車軸の回転数を増加させて、内側車軸の回転数を保持させる。

また、本発明にあっては、例えば除雪用の作業機を備え、除雪作業を行なわずに街路を走行する場合のように、作業機を作動させない場合、除雪による抵抗が無い分、走行型車両は除雪作業中よりも高速で走行すると考えられる。このとき、旋回操作部の操作量が最大操作量である場合でも、内側車軸の回転数が、外側車軸の回転数より小さく、かつ回転方向が同一となるよう制御部が電動モータの出力を増減することによって、走行型車両は緩旋回する。

更に、本発明にあっては、例えば除雪作業中に高速走行する場合のように、作業機を作動させ、しかも車速操作部からの入力が所定車速以上である場合、除雪による抵抗が走行型車両に加わるため、走行型車両は除雪作業を行ないつつ、非除雪時よりも低速で走行すると考えられる。このとき、旋回操作部の操作量が最大操作量である場合に、外側車軸を回転させつつ、内側車軸の回転を停止させるよう制御部が電動モータの出力を増減することによって、走行型車両は小さな旋回半径で急速に右旋回又は左旋回（以下、急旋回という）する。

また、例えば除雪作業中に低速走行する場合のように、作業機を作動させ、しかも車速操作部からの入力が所定車速未満である場合、走行型車両は除雪作業を行ないつつ非常に低速で走行すると考えられる。このとき、旋回操作部の操作量が最大操作量である場合に、外側車軸を回転させつつ、内側車軸の回転を逆回転させるよう制御部が電動モータの出力を増減することによって、走行型車両は更に急速に旋回する。

第２発明にあっては、例えば車速操作部から入力された車速に応じて、静油圧式無段変速装置（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ＨＳＴ）が駆動源の出力を変速して差動機構に伝達し、静油圧式無段変速装置を経た駆動源の出力と電動モータの出力の差動出力、又は電動モータの出力を回転数“０”として静油圧式無段変速装置を経た駆動源の出力のみで、作業者の車速を変更する。

第１発明の走行型車両による場合、回転中の内側車軸を回転停止及び逆回転させず、回転方向を同一に保ちつつ回転数を外側車軸の回転数より低減させる。このため走行方車両は小出力の電動モータを備えればよく、安価な小型の電動モータを搭載してコストダウン及び小型軽量化を図ることができる。
また、電動モータの出力が小さいため、電動モータの消費電力が小さく、省エネとなる。

更に、本発明の走行型車両による場合、作業機を作動させないとき、即ち非作業中には走行型車両が緩旋回するため、作業者が意図的に旋回操作部を緩旋回のために操作する必要がない。つまり、非作業中は旋回モードを自動的に緩旋回モードに切り換えることができる。この結果、高速走行時に急旋回を行なうことによって事故、故障等が発生することを防止することができる。
また、狭隘な場所で作業する場合に行なうような急旋回を非作業中に不要に行なうことによって電動モータが大出力を発生させ無駄なエネルギーを消費することを防止することができる。

更にまた、本発明の走行型車両による場合、作業機を作動させるとき、即ち作業中には走行型車両が急旋回する。つまり、作業中は旋回モードを自動的に急旋回モードに切り換えることができる。この結果、例えば狭隘な場所で作業する場合に作業者による旋回操作部の操作に応じて急旋回を行なうことができるため、作業効率を向上させることができる。
また、内側車軸を停止させるより逆回転させる方が大出力の電動モータを要するが、逆回転は低速時、即ち内側車軸の回転数が低い場合に行なうため、必要となる電動モータの出力を低減させることができる。この結果、出力の大きい大型の電動モータを備える必要がない。

第２発明の走行型車両による場合、静油圧式無段変速装置が変速を行ない、変速のために電動モータを用いないか、補助的に用いるため、小型の電動モータを備えつつ、車速を無段階に調整して走行効率及び作業効率を向上させることができる。また、ＨＳＴによって滑らかな旋回と高い出力伝達効率とを得ることができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係る走行型車両１の構成を示す側面図である。また、図２は、走行型車両１の走行系の動力伝達機構６の構成を示すブロック図であり、図３は、同じく模式的説明図である。
図１に示すように、走行型車両１はウォークビハインド型の除雪機である。
走行型車両１は除雪用の作業機である除雪部２、走行型車両１を駆動するための駆動部３、左右一対のクローラ式走行装置である走行装置４Ｌ，４Ｒ、作業者が走行型車両１を操作するための操作部５を備え、これらは機体フレーム１１に支持されている。以下では、走行型車両１の左側の構成要素の符号末尾にＬ、右側の構成要素の符号末尾にＲを付す。

機体フレーム１１前部には除雪部２、機体フレーム１１上部には駆動部３、機体フレーム１１下部には走行装置４Ｌ，４Ｒ、機体フレーム１１後方上部には操作部５が、夫々配置されている。
また、機体フレーム１１内には、図２及び図３に示すような走行系の動力伝達機構６を収納するギヤケースが設けられている。

除雪部２は、走行型車両１の前方の雪を除雪部２内に掻き込むための掻込オーガ２１、掻込オーガ２１を包囲するオーガハウジング２２、掻込オーガ２１が掻き込んだ雪を走行型車両１の側方へ排出するためのブロワ２４、ブロワ２４を収容するブロワハウジング２３、雪の排出管であるシュータ２５を備える。このような除雪部２が作動することによって、走行型車両１の前方の雪が掻き込まれて、走行型車両１の側方へ排出され、走行型車両１の走行経路上の雪が除去される。
掻込オーガ２１及びブロワ２４は、駆動部３が備えるエンジン３１の出力を利用して駆動される。

駆動部３は、駆動源として内燃式のエンジン３１を備え、更に、エンジン３１の出力を利用して発電する発電機３２と、機体フレーム１１に固定されているバッテリ３３と、左右一対の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒを有する動力伝達機構６を備える（図２及び図３）。エンジン３１は、例えば電圧が夫々１２Ｖ（又は２４Ｖ）の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒと比べて高出力であり、走行時の牽引力及び除雪部２の駆動力が大きく、高効率な走行及び作業が可能である。

発電機３２の発電電力は、制御部３０と、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの駆動回路（インバータ）３６Ｌ，３６Ｒとに電力を伝達する。駆動回路３６Ｌ，３６Ｒは制御部３０に接続されており、制御部３０は駆動回路３６Ｌ，３６Ｒに電動モータ制御信号を出力することによって、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力（具体的には回転数）を制御する。ここで、電動モータ制御信号は、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒ夫々の回転数に関連付けて、予め制御部３０に与えられている。
発電機３２の発電電力は制御部３０及び駆動回路３６Ｌ，３６Ｒ以外の図示しない電気機器にも伝達され、余剰電力はバッテリ３３に充電されて、このバッテリ３３から必要に応じて電動モータ６１Ｌ，６１Ｒに伝達される。

つまり、駆動部３においては、エンジン３１からの直接の出力と、発電機３２の発電電力で駆動される電動モータ６１Ｌ，６１Ｒからの出力とを各部へ伝達する。除雪部２はエンジン３１の直接の出力で駆動され、走行装置４Ｌ，４Ｒはエンジン３１の直接の出力と電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力（エンジン３１の間接の出力）との差動出力で駆動される。
以下では、エンジン３１の出力からの実際の出力の内、発電機３２での発電による負荷を除いて残った動力をエンジン出力という。

走行装置４Ｌ（４Ｒ）は、無端ベルトであるクローラベルト４３Ｌ（４３Ｒ）と、クローラベルト４３Ｌ（４３Ｒ）が巻回される駆動スプロケット４１Ｌ（４１Ｒ）及び従動スプロケット４２Ｌ（４２Ｒ）と、夫々左右水平方向に配された走行駆動軸（以下、単に車軸という）４５Ｌ（４５Ｒ）及び従動車軸４４とを備える。

前記ギヤケースを内蔵する機体フレーム１１からは車軸４５Ｌ（４５Ｒ）が回転可能に支持されて左（右）に突設されており、車軸４５Ｌ（４５Ｒ）に駆動スプロケット４１Ｌ（４１Ｒ）が外嵌固定されている。また、機体フレーム１１の車軸４５Ｌ（４５Ｒ）後方からは従動車軸４４が回転可能に支持されて左（右）に突設されており、従動車軸４４に従動スプロケット４２Ｌ（４２Ｒ）が外嵌固定されている。
車軸４５Ｌ（４５Ｒ）は前記差動出力が伝達されることによって個別に回転し、車軸４５Ｌ（４５Ｒ）の回転によって走行装置４Ｌ（４Ｒ）が回転駆動される。

図２及び図３に示すように、走行型車両１は、駆動部３において二種類の動力、つまりエンジン出力と電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力とを利用して、走行可能に構成されている。そして、この二種類の動力を走行装置４Ｌ，４Ｒに伝達する機構として、動力伝達機構６が設けられている。走行装置４Ｌ，４Ｒ夫々の回転速度（車速）を調整することによって、走行型車両１は直進（前進又は後進）し、また、滑らかに旋回（右旋回又は左旋回）する。

動力伝達機構６は、エンジン出力と、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力との差動出力を、左右の車軸４５Ｌ，４５Ｒに伝達するよう構成されている。車軸４５Ｌ，４５Ｒ夫々に伝達された差動出力が異なる場合、走行型車両１は旋回し、前記差動出力が同一である場合、走行型車両１は直進する。
ここで、差動出力とは、エンジン出力と電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力との差又は和を一つの運動にして出力したものである。

動力伝達機構６には、夫々遊星差動機構である左右一対の差動機構６２Ｌ，６２Ｒが備えられている。遊星差動機構は、太陽ギヤ、遊星キャリア、リングギヤの三要素を備え、この三要素のうち二つの要素が入力側の要素とされ、一つの要素が出力側の要素とされて、二つの入力側要素の差動出力が、一つの出力側要素に伝達される。
具体的には、走行型車両１左（右）側の差動機構６２Ｌ（６２Ｒ）がエンジン出力と左
（右）側の電動モータ６１Ｌ（６１Ｒ）の出力との差動出力を左（右）側の車軸４５Ｌ（４５Ｒ）に伝達する。

以下では、主に動力伝達機構６の走行型車両１左側の差動機構６２Ｌ及び走行装置４Ｌを例示して説明するが、走行型車両１右側の差動機構６２Ｒ及び走行装置４Ｒも同様の構成、作用及び効果を有する。
差動機構６２Ｌにおける二つの入力側要素は、太陽ギヤ８２Ｌと、内周面及び外周面夫々に歯車部が形成され、しかも回転を可能としたリングギヤ８５Ｌである。太陽ギヤ８２Ｌにはエンジン出力軸３１ａが動力伝達可能に接続され、リングギヤ８５Ｌには、電動モータ６１Ｌの電動モータ出力軸６１１Ｌが動力伝達可能に接続されている。また、出力側要素は、複数の遊星ギヤ８４Ｌ，８４Ｌ，…が支持されている略円盤状の遊星キャリア８３Ｌであり、遊星キャリア８３Ｌに車軸４５Ｌが動力伝達可能に接続されている。

次に、エンジン３１から差動機構６２Ｌまでの動力伝達経路について説明する。
エンジン出力軸３１ａには、エンジンクラッチ３８を介して第１プーリ７１が設けられ、第１プーリ７１と第２プーリ７２とがベルト７３に巻回されて、動力伝達可能に接続されている。エンジンクラッチ３８をオン／オフすることによって、第１プーリ７１がエンジン出力軸３１ａに固定され、エンジン出力を伝達可能なオン状態と、第１プーリ７１がエンジン出力軸３１ａに固定されず、エンジン出力が伝達不可能なオフ状態とが切り換えられる。

動力伝達機構６はギヤケース内前側に静油圧式無段変速装置であるＨＳＴ６０を備えている。ただし、ＨＳＴ６０のＨＳＴ入力軸６０ａはギヤケースの一面を貫通して回転自在に設けられており、ＨＳＴ出力軸６０ｂはギヤケース内にＨＳＴ入力軸６０ａの延長線上に回転自在に設けられており、第２プーリ７２はギヤケース外前側に配されている。
第２プーリ７２はＨＳＴ入力軸６０ａに外嵌固定されており、ＨＳＴ出力軸６０ｂには、第１ベベルギヤ７４が外嵌固定されている。

ギヤケース内には、第２伝達軸７５が、ＨＳＴ入力軸６０ａ及びＨＳＴ出力軸６０ｂの軸方向と略直交する左右水平方向に回転自在に支持されており、第２伝達軸７５上には、第１ベベルギヤ７４と噛合する第２ベベルギヤ７６、及び、第１スプロケット７７が外嵌固定されている。
第２伝達軸７５の右端部にはブレーキ装置６３が設けられており、ブレーキ装置６３の作動により第２伝達軸７５の回転が制止されると、差動機構６２Ｌ，６２Ｒの太陽ギヤ８２Ｌの回転がロックされる。

ギヤケース内には、第３伝達軸８１が車軸４５Ｌ，４５Ｒと同軸上に配されて左右水平方向に回転自在に支持されており、第３伝達軸８１には第２スプロケット８０が外嵌固定されており、第２スプロケット８０と第１スプロケット７７とはチェーン７８が巻回されて動力伝達可能に接続されている。
第３伝達軸８１の左側中央部には、太陽ギヤ８２Ｌが外嵌固定されている。

つまり、エンジン３１から差動機構６２Ｌに至る動力伝達経路は、エンジンクラッチ３８がオン状態であり、ブレーキ装置６３が作動していない（制動していない）場合、エンジン３１のエンジン出力軸３１ａ→第１プーリ７１→ベルト７３→第２プーリ７２→ＨＳＴ入力軸６０ａの順であり、ＨＳＴ６０で変速された後、ＨＳＴ出力軸６０ｂ→第１ベベルギヤ７４→第２ベベルギヤ７６→第２伝達軸７５→第１スプロケット７７→チェーン７８→第２スプロケット８０→第３伝達軸８１→差動機構６２Ｌの入力側要素である太陽ギヤ８２Ｌの順である。

次に、電動モータ６１Ｌから差動機構６２Ｌまでの動力伝達経路について説明する。
電動モータ６１Ｌの電動モータ出力軸６１１Ｌにはウォーム８７Ｌが外嵌固定されており、ウォーム８７Ｌは、リングギヤ８５Ｌの外周面の歯車部と噛合している。ここで、リングギヤ８５Ｌの外周面の歯車部はウォーム８７Ｌのウォームホイールを兼ねている。
つまり、電動モータ６１Ｌから差動機構６２Ｌに至る動力伝達経路は、電動モータ６１Ｌの電動モータ出力軸６１１Ｌ→ウォーム８７Ｌ→差動機構６２Ｌの入力側要素であるリングギヤ８５Ｌの順である。
電動モータ６１Ｌは、遊星キャリア８３Ｌの回転速度を減速させる方向に、リングギヤ８５Ｌを回転駆動するようにしてある。

差動機構６２Ｌにおいて、遊星キャリア８３Ｌは、軸受を介して第３伝達軸８１の左端部を支持している。また、遊星キャリア８３Ｌの右側面には複数の回転軸８６Ｌ，８６Ｌ，…が突設され、各回転軸８６Ｌに１個の遊星ギヤ８４Ｌが回転可能に支持されている。遊星ギヤ８４Ｌ，８４Ｌ，…は、太陽ギヤ８２Ｌと互いに噛合しており、更に、リングギヤ８５Ｌの内周面の歯車部と互いに噛合している。
つまり、差動機構６２Ｌにおける動力伝達経路は、太陽ギヤ８２Ｌ及びリングギヤ８５Ｌ→遊星ギヤ８４Ｌ，８４Ｌ，…→回転軸８６Ｌ，８６Ｌ，…→遊星キャリア８３Ｌの順である。

更に、差動機構６２Ｌから車軸４５Ｌまでの動力伝達経路について説明する。
車軸４５Ｌの右端部は、差動機構６２Ｌに備える遊星キャリア８３Ｌに、スプライン嵌合により外嵌固定されている。
つまり、差動機構６２Ｌから車軸４５Ｌに至る動力伝達経路は、差動機構６２Ｌの出力側要素である遊星キャリア８３Ｌ→車軸４５Ｌの順である。そして、車軸４５Ｌに伝達された駆動力、即ち差動機構６２Ｌから伝達された差動出力が駆動スプロケット４１Ｌに伝達される。この差動出力は、更に詳細には、ＨＳＴ６０で変速されたエンジン出力と、電動モータ６１Ｌの出力との差動出力である。

電動モータ６１Ｌを停止させ、電動モータ６１Ｌの出力が“０”の状態でエンジン出力のみによって走行型車両１を走行させる場合、差動機構６２Ｌのリングギヤ８５Ｌが回転しないよう固定する必要がある。仮にリングギヤ８５Ｌの回転を固定しない場合、エンジン出力の一部がリングギヤ８５Ｌから電動モータ６１Ｌに伝達されて（エンジン出力が電動モータ６１Ｌに逆流して）車速、走行安定性等が低下することがある。

しかしながら本実施の形態においては、リングギヤ８５Ｌをウォームホイールとし、ウォーム８７Ｌと互いに噛合させてあるため、ウォーム８７Ｌのセルフロック機能を利用することによって、電動モータ６１Ｌへの駆動力の逆流が防止される。この結果、電動モータ６１Ｌと差動機構６２Ｌとの間に駆動力逆流防止用のクラッチ、ブレーキ等を備える必要がなく、走行型車両１の部品点数及び製造コストを低減することができる。
ここで、セルフロック機能とは、ウォームの回転によってウォームホイールを回転させることは容易であるが、逆は困難であるという性質を利用したものである。

さて、ＨＳＴ６０は、エンジン３１の出力である回転速度を変速して差動機構６２Ｌに伝達する静油圧式無段変速装置である。ＨＳＴ６０は、ＨＳＴ入力軸６０ａを有する油圧ポンプ、及びＨＳＴ出力軸６０ｂを有する油圧電動モータ、並びに油圧ポンプと油圧電動モータとを流体的に接続するための油圧回路を筐体に収容してある（各不図示）。油圧ポンプは可動斜板式のアキシャルピストンポンプであり、油圧電動モータは可動斜板式のアキシャルピストン電動モータである。

ＨＳＴ６０の出力の大小は、ＨＳＴ入力軸６０ａが１回転する間に油圧ポンプから油圧
電動モータへ搬送される圧油の量を調整する可動斜板の角度（以下、ＨＳＴ斜板角度という）の大小に対応し、圧油の量が多い場合はＨＳＴ出力軸６０ｂの回転数が多くなる。このため、ＨＳＴ斜板角度を制御することによってＨＳＴ６０の出力が制御される。

ＨＳＴ６０にはアクチュエータ６０ｃが併設してある。アクチュエータ６０ｃは制御部３０に接続されており、制御部３０はアクチュエータ６０ｃにＨＳＴ制御信号を出力することによって、ＨＳＴ６０の出力（具体的には回転数）を制御する。ここで、ＨＳＴ制御信号は、ＨＳＴ６０の回転数に対応するＨＳＴ斜板角度に関連付けて、予め制御部３０に与えられている。

ところで、走行型車両１が備える作業系の動力伝達機構として、エンジン出力軸３１ａ上には、除雪部２への動力伝達に関わる駆動プーリ又はギヤ、発電機３２への動力伝達に関わる駆動プーリ又はギヤ等（各不図示）が備えられている。作業系の動力伝達機構はエンジン３１から除雪部２への駆動力の伝達を行ない、この動力伝達機構の中途に、除雪部２への駆動力の伝達のオン／オフを行なう除雪クラッチ３７が設けられている。

操作部５は、機体フレーム１１に固設された後面視逆Ｕ字状のハンドル５１に設けられた各種レバーを備える。
ハンドル５１上端部の左右一側にはクラッチレバー５０が設けられ、他側には除雪レバー５５が設けられており、各レバーは夫々デッドマンクラッチレバーである。

クラッチレバー５０は、作業者がクラッチレバー５０を操作すると該クラッチレバー５０の動作が図示しない検出器により検出され、この検出器が検出した動作に基づいて制御部３０から指令信号がエンジンクラッチ３８及びブレーキ装置６３に加えられ、ブレーキ装置６３が解除動作するとともにエンジンクラッチ３８が継合動作し、エンジン３１の回転動力が差動機構６２Ｌ，６２Ｒに伝動され、また、作業者がクラッチレバー５０の操作を開放するとブレーキ装置６３が制動動作するとともにエンジンクラッチ３８が解除動作し、エンジン３１の回転動力が差動機構６２Ｌ，６２Ｒに伝動されないように構成されている。

除雪レバー５５は伝動部材を介して除雪クラッチ３７に接続されており、エンジン３１の回転動力を除雪部２に伝動／遮断するように構成されている。
除雪レバー５５の動作は図示しない検出器により検出され、この検出器が検出した動作に基づいて制御部３０は、エンジン３１の回転動力が除雪部２に伝動／遮断されたか、即ち除雪レバー５５がオン状態／オフ状態にされたか否かを判定することによって、除雪クラッチ３７のオン／オフ、即ち除雪部２を作動させるか否かを判定する。

ハンドル５１中途部には操作ボックス５２Ｌ，５２Ｒ，５３が固設されており、操作ボックス５２Ｌ，５２Ｒには旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒが、操作ボックス５３に変速レバー５６が、夫々設けられている。

旋回レバー５４Ｌ（５４Ｒ）は旋回する場合に作業者によって操作される旋回操作部であり、作業者が手動で左（右）方向に夫々傾倒可能としてある。旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒは、図示しない検出器が検出した旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの傾倒角度（操作量）に応じて、作業者が所望する走行型車両１の旋回半径（旋回の緩急）を指示する旋回レバー操作量が制御部３０に入力されるようにしてある。

ここで、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒ両方の旋回レバー操作量が“０”の場合は直進（又は停止）を意味し、旋回レバー５４Ｌの旋回レバー操作量が“０”超過の場合は左旋回を意味し、旋回レバー５４Ｒの旋回レバー操作量が“０”超過の場合は右旋回を意味する。
つまり、本実施の形態における旋回レバー操作量は旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの操作方向と、この操作方向への操作量の絶対値とを含んでいる。

変速レバー５６は操作角度が図示しない検出器により検出されるように構成されており、この検出器が検出した操作角度に基づいて制御部３０からＨＳＴ制御信号がアクチュエータ６０ｃに加えられ、ＨＳＴ６０を変速動作させる。
つまり、変速レバー５６は車速を無段階に変更する場合に作業者によって操作されることによって車速の指示が入力操作される車速操作部である。

変速レバー５６は、中立位置を傾倒角度“０”として前後方向に傾倒可能に設けてあり、変速レバー５６の前後の傾倒角度、即ち、作業者が所望する走行型車両１の車速を指示する変速レバー角度が制御部３０に入力されるようにしてある。変速レバー５６の前側傾倒及び後側傾倒は、夫々前進及び後進に対応している。以下では簡単のため、前進に関して説明し、傾倒角度は絶対値とする。
傾倒角度が所定傾倒角度以下の範囲は低速域の車速に対応し、所定傾倒角度超過の範囲は高速域の車速に対応する。更に、変速レバー５６を前方端部に位置させた場合は最大傾倒角度（最大操作量）となる。

制御部３０は、変速レバー５６からの入力である変速レバー角度に基づいて、作業者が所望する車速を得るために必要なＨＳＴ斜板角度を算出し、算出されたＨＳＴ斜板角度に関連付けられたＨＳＴ制御信号をアクチュエータ６０ｃに出力することによって、ＨＳＴ６０の出力を制御する。このようにして制御部３０はエンジン出力の変速を行なう。

本実施の形態においては、走行型車両１の旋回時にエンジン出力と左右の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力との差動出力が利用される。このために、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒは、走行型車両１の直進時には何れも駆動せず、走行型車両１の旋回時に旋回内側に対応する一方を駆動し、他方を駆動しないよう制御される。つまり、左（右）旋回時に旋回内側となる左（右）側の電動モータ６１Ｌ（６１Ｒ）を駆動し、旋回外側となる右（左）側の電動モータ６１Ｒ（６１Ｌ）を駆動しない。以上の結果、走行型車両１は小型小出力の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒを備えることができる。

なお、直進時にも電動モータ６１Ｌ，６１Ｒを駆動する構成でもよく、旋回時に電動モータ６１Ｌ，６１Ｒ両方を駆動する構成でもよい。
以下では、図４及び図５の特性図並びに図６及び図７のフローチャートに基づいて、走行型車両１の旋回について説明する。

図４は、走行型車両１の旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの旋回レバー操作量と車軸４５Ｌ（４５Ｒ）の車軸回転数との関係を示す特性図である。図中横軸は、作業者が、旋回レバー５４Ｌ又は旋回レバー５４Ｒを操作した（傾倒させた）場合の絶対操作量（傾倒角度）である。また、図中縦軸は、車軸４５Ｌ（４５Ｒ）の回転数であり、左旋回の場合は旋回内側の車軸である内側車軸が車軸４５Ｌ、旋回外側の車軸である外側車軸が車軸４５Ｒである。同様に、右旋回の場合は内側車軸が車軸４５Ｒ、外側車軸が車軸４５Ｌである。

更に、図５は、走行型車両の変速レバー５６の変速レバー角度と電動モータ６１Ｌ，６１Ｒによる減速率との関係を示す特性図である。図中横軸は変速レバー５６の傾倒角度であり、縦軸は減速率である。
ここで、減速率とは、等速（等回転数）で駆動されていた車軸４５Ｌ，４５Ｒのうち、内側車軸を電動モータ６１Ｌ，６１Ｒによって減速した場合の内側車軸の回転数と外側車軸の回転数との比率を示す。

走行型車両１は、除雪作業中であるか否かに応じて、小さな旋回半径で急速に右旋回又は左旋回（急旋回）する急旋回モードと、大きな旋回半径で緩やかに右旋回又は左旋回（緩旋回）する緩旋回モードとを切り換えるよう構成してある。
更に走行型車両１は、除雪作業中の急旋回モードを、変速レバー５６が低速域にある（具体的には変速レバー５６の傾倒角度が低速域に対応している範囲内にある）か否かに応じて、非常に小さな旋回半径で急旋回するスピンターンモードと、比較的大きな旋回半径で急旋回するブレーキターンモードとを切り換えるよう構成してある。

除雪作業中は、狭い場所での除雪作業のために急旋回する必要があり、しかも雪の抵抗によって走行型車両１の車速が遅いため急旋回による危険が少ない。特に狭い場所では非常に小さな旋回半径で急旋回する必要があり、また、走行型車両１の車速は最低限である。更に、一般に車速が遅いため、急旋回の際にも電動モータ６１Ｌ，６１Ｒが大出力を必要としない。

一方、非除雪作業中は、例えば街路を走行中であって急旋回の必要はなく、しかも走行型車両１の車速が遅いため急旋回による危険が高い。また、一般に車速が早いため、急旋回のためには電動モータ６１Ｌ，６１Ｒが大出力を要する。
つまり、除雪作業の実行／非実行及び車速の高低に応じて旋回モードを切り換えることによって、走行型車両１は安全に作業効率を向上させることができ、しかも小出力の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒによって旋回することができる。

急旋回モード及び緩旋回モードを問わず、走行型車両１は、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの操作量の増大に伴って、外側車軸の回転数を一定のままに、内側車軸の回転数を低下させる。
ただし、緩旋回モードにおいては、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの操作量が最大操作量である場合でも、左右両方の車軸の回転方向が同一方向であり、内側車軸の回転数は“０”超過である。具体的には、内側車軸の最低回転数は、外側車軸の回転数の２０％（減速率８０％）である。

また、急旋回モードのブレーキターンモードにおいては、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの操作量が最大操作量である場合、内側車軸の回転数は略“０”である。つまり、内側車軸の最低回転数は、外側車軸の回転数の０％（減速率１００％）である。
一方、急旋回モードのスピンターンモードにおいては、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの操作量が最大操作量である場合、左右両方の車軸の回転方向が逆方向であり、内側車軸の回転数は“０”超過である。具体的には、内側車軸の最低回転数は、外側車軸の回転数の−２０％（減速率１２０％）である。

ここで、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの最大操作量に対応する減速率は、緩旋回モードでは一律８０％、ブレーキターンモードでは一律１００％とする。ただしスピンターンモードでは変速レバー５６の傾倒角度、即ち車速に応じて旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの最大操作量に対応する減速率が図５に示すように線形的に変更される。このために、制御部３０は各モードにおける減速率の定数と、図５に示すような特性図とを予め与えられている。

図６及び図７は、制御部３０が実行する旋回処理の手順を示すフローチャートである。
制御部３０は、まず、旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの旋回レバー操作量を受け付ける（Ｓ１１）。次いで制御部３０は、受け付けた旋回レバー操作量に基づき、旋回レバー５４Ｌの旋回レバー操作量が“０”超過、即ち左旋回に対応するか否かを判定し（Ｓ１２）、左旋回に対応する場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、左側の電動モータ６１Ｌを選択し（Ｓ１３）、左旋回に対応しない場合（Ｓ１２でＮＯ）、旋回レバー５４Ｒの旋回レバー操作量が“０”超過、即ち右旋回に対応するか否かを判定し（Ｓ１４）、右旋回に対応する場合（Ｓ１
４でＹＥＳ）、右側の電動モータ６１Ｒを選択する（Ｓ１５）。

受け付けた旋回レバー操作方向が左旋回にも右旋回にも対応しない場合、即ち旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒ両方の旋回レバー操作量が“０”である場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部３０は処理をＳ１１へ戻して、再び旋回レバー５４Ｌ，５４Ｒの操作方向及び操作量を受け付ける。なお、図示はしないが、Ｓ１４でＮＯの場合、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒが作動しているときは、電動モータ制御信号の出力を停止して電動モータ６１Ｌ，６１Ｒを停止さる。

Ｓ１３又はＳ１５の処理完了後、制御部３０は、除雪レバー５５のオン状態／オフ状態を判定することによって、除雪クラッチ３７がオン状態であるか否かを判定する（Ｓ２１）。除雪クラッチ３７がオフ状態である場合（Ｓ２１でＮＯ）、走行型車両１は非除雪作業中であるため、制御部３０は変速レバー５６の傾倒角度を受け付け（Ｓ２２）、更に、減速率を８０％に設定する（Ｓ２３）。

除雪クラッチ３７がオン状態である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、走行型車両１は除雪作業中であるため、制御部３０は変速レバー５６の傾倒角度を受け付け（Ｓ２７）、受け付けた変速レバー角度に基づいて変速レバー５６が低速域にあるか否かを判定し（Ｓ２８）、判定結果に応じて減速率を設定する。
変速レバー５６が高速域にある場合（Ｓ２８でＮＯ）、制御部３０は減速率を１００％に設定する（Ｓ２９）。
変速レバー５６が低速域にある場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、制御部３０は図５に示すような特性図に基づいて減速率を算出する（Ｓ３０）。ここで算出される減速率は１００％超過１２０％以下である。

Ｓ２３、Ｓ２９又はＳ３０の処理完了後、Ｓ２２又はＳ２７で受け付けた変速レバー角度に基づいて、走行型車両１の車速を算出する（Ｓ２４）。この車速は実際の走行型車両１の車速ではなく変速レバー５６の傾倒角度に基づいた推定車速である。このため、走行型車両１の車速を計測するセンサを別途設ける必要がない。

次いで制御部３０は、所要の電動モータ回転数を算出する（Ｓ２５）。このために制御部３０は、予め制御部３０に与えられている定数α、Ｓ２４で求めた車速Ｖ、Ｓ２３、Ｓ２９又はＳ３０で設定した減速率Ｐ、及びＳ１１で受け付けた旋回レバー操作量θを用いて、式（１）に基づいて電動モータ回転数Ｒを算出する。
Ｒ＝α×Ｖ×Ｐ×｜θ｜ （１）

最後に制御部３０は、Ｓ２５で算出した電動モータ回転数に関連付けられた電動モータ制御信号を、Ｓ１３で選択した電動モータ６１Ｌの駆動回路３６Ｌ又はＳ１５で選択した電動モータ６１Ｒの駆動回路３６Ｒへ出力し（Ｓ２６）、処理をＳ１１へ戻す。Ｓ２６の処理によって、電動モータ６１Ｌ又は電動モータ６１ＲはＳ２５で算出した電動モータ回転数を出力する。

以上のような旋回処理における制御部３０は、旋回操作部から操作方向及び操作量を受け付けて、電動モータの出力を制御する制御部として機能する。
Ｓ１２〜Ｓ１５における制御部３０は、前記旋回操作部から受け付けた操作方向に基づいて、旋回時に内側／外側となるべき車軸を判定する手段として機能する。具体的には内側車軸となるべき車軸に対応する電動モータを選択している。

Ｓ２３〜Ｓ２６における制御部３０は、最大操作量を受け付けた場合でも、旋回時に内側となるべき車軸の回転数が、旋回時に外側となるべき車軸の回転数より小さく、かつ回
転方向が同一となるよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて電動モータの出力を制御する出力制御手段として機能する。つまり、制御部３０は、受け付けた旋回レバー操作量を用いて演算を行なって、演算結果に基づき電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力を制御する。この演算は、最大操作量を受け付けた場合に、旋回内側の車軸が旋回外側の車軸と同じ方向に回転してしかも回転数が少なくなるような演算である。

Ｓ２１における制御部３０は、クラッチの継／断に基づいて作業機を作動させるか否かを判定する手段として機能する。Ｓ２３〜Ｓ２６における制御部３０は、前記作業機を作動させないと判定した場合（Ｓ２１でＮＯの場合）、前記出力制御手段として機能する。

Ｓ２８における制御部３０は、車速操作部から入力された車速が所定車速以上であるか否かを判定する手段として機能する。
Ｓ２９、及びＳ２４〜Ｓ２６における制御部３０は、前記作業機を作動させると判定した場合（Ｓ２１でＹＥＳの場合）、前記車速が前記所定車速以上であると判定したとき（Ｓ２８でＮＯのとき）、最大操作量を受け付けた場合に、旋回時に内側となるべき車軸の回転が略停止するよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する手段として機能する。

Ｓ３０、及びＳ２４〜Ｓ２６における制御部３０は、前記作業機を作動させる場合（Ｓ２１でＹＥＳの場合）、前記車速が前記所定車速未満であると判定したとき（Ｓ２８でＹＥＳのとき）、最大操作量を受け付けた場合に、旋回時に内側となるべき車軸が、旋回時に外側となるべき車軸の逆方向に回転するよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する手段として機能する。

以上のような走行型車両１は、エンジン出力を左右に分配し、各々遊星差動機構を用いて電動モータ出力を合成させることで左右走行部の回転数を制御（減速）し、３種類の旋回モードを条件によって切り換えて、モード毎に最大減速率を設定して、電動モータの制御することによって操向操作する。
このため、走行型車両１は小出力で安価な小型電動モータを備えることができる。

具体的には、走行型車両１は、ＨＳＴ６０を１個と、安価な２個の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒとを備えるため、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの代わりにＨＳＴを更に備える必要がなく、走行型車両１の製造コストを低減することができる。また、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒのみを備える場合よりも燃費を向上させることができ、ＨＳＴ６０のみを備える場合よりも柔軟に運用することができる。
また、１個の差動機構６２Ｌ（６２Ｒ）に対して１個の専用の電動モータ６１Ｌ（６１Ｒ）が設けられているため、２個の差動機構６２Ｌ，６２Ｒに対して１個の共用の電動モータを備える場合よりも小出力で安価な電動モータを備えることができる。更に、共用の電動モータの出力を２個の差動機構６２Ｌ，６２Ｒに配分する複雑な機構を必要としないため、走行型車両１の構成が簡易である。

しかも、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力を遊星キャリア８３Ｌ，８３Ｒの回転速度の減速方向に用いている。この場合、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒへ逆流してくるエンジン出力にアシストされる形で電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力を差動機構６２Ｌ，６２Ｒに入力することになる。
仮に、増速方向に用いる場合は、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒへ逆流してくるエンジン出力に抵抗して電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力を差動機構６２Ｌ，６２Ｒに入力する必要がある。
以上の結果、本実施の形態においては、電動モータ６１Ｌ，６１Ｒの出力を増速方向に用いる場合よりも小型小出力の電動モータ６１Ｌ，６１Ｒを備えることができる。

なお、走行型車両は乗用型でも非乗用型（手押し型）でもよく、また、除雪機に限るものではない。更に、クローラ式走行装置に限らず、例えばホイール式の走行装置でもよい。また、ＨＳＴの代わりに他の静油圧式無段変速装置（例えばＣＶＴ）を備えてもよい。

また、一対の電動モータではなく１個の電動モータの出力を左右の差動機構に分配するか、クラッチで左右を切り換える構成でもよい。
更に、静油圧式無段変速装置を備えなくてもよい。
更にまた、旋回レバーが１本である場合、旋回レバーの操作方向を判定する（例えば旋回レバー操作量の正負を判定する）ことによって、内側車軸／外側車軸となるべき車軸を判定し、内側車軸となるべき車軸に対応する電動モータを選択する必要がある。

本発明に係る走行型車両の構成を示す側面図である。 本発明に係る走行型車両の動力伝達機構の構成を示すブロック図である。 本発明に係る走行型車両の動力伝達機構の構成を示す模式的説明図である。 本発明に係る走行型車両の旋回レバー操作量と車軸回転数との関係を示す特性図である。 本発明に係る走行型車両の変速レバー角度と電動モータによる減速率との関係を示す特性図である。 本発明に係る走行型車両の制御部が実行する旋回処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る走行型車両の制御部が実行する旋回処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 走行型車両
２ 除雪部（作業機）
３０ 制御部
３１ エンジン（駆動源）
３７ 除雪クラッチ（クラッチ）
４Ｒ，４Ｌ 走行装置
４５Ｌ，４５Ｒ 車軸
５４Ｌ，５４Ｒ 旋回レバー（旋回操作部）
５６ 変速レバー（車速操作部）
６０ ＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）
６１Ｌ，６１Ｒ 電動モータ
６２Ｌ，６２Ｒ 差動機構

Claims (2)

1. 車軸を夫々有する一対の走行装置と、
   電動モータと、
   前記走行装置に各対応し、駆動源の出力及び前記電動モータの出力の差動出力を前記走行装置に伝達する一対の差動機構と、
   旋回操作部と、
   該旋回操作部から操作方向及び操作量を受け付けて、前記電動モータの出力を制御する制御部と
   を備える走行型車両において、
   作業機と、
   前記駆動源から前記作業機への駆動力を継／断するクラッチと、
   車速の指示が入力操作される車速操作部と
   を備え、
   前記制御部は、
   最大操作量を受け付けた場合でも、旋回時に内側となるべき車軸の回転数が、旋回時に外側となるべき車軸の回転数より小さく、かつ回転方向が同一となるよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する出力制御手段と、
   前記クラッチの継／断に基づいて前記作業機を作動させるか否かを判定する手段と、
   前記車速操作部から入力された車速が所定車速以上であるか否かを判定する手段と、
   前記作業機を作動させると判定した場合、前記車速が前記所定車速以上であると判定したとき、最大操作量を受け付けた場合に、旋回時に内側となるべき車軸の回転が略停止するよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する手段と、
   前記作業機を作動させると判定した場合、前記車速が前記所定車速未満であると判定したとき、最大操作量を受け付けた場合に、旋回時に内側となるべき車軸が、旋回時に外側となるべき車軸の逆方向に回転するよう、前記旋回操作部から受け付けた操作量に基づいて前記電動モータの出力を制御する手段と
   を有し、
   前記作業機を作動させないと判定した場合、前記出力制御手段を実行するようにしてあることを特徴とする走行型車両。
2. 前記駆動源の出力を変速して前記差動機構に伝達する静油圧式無段変速装置
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の走行型車両。

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