JPH0345162B2

JPH0345162B2 -

Info

Publication number: JPH0345162B2
Application number: JP2071649A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Saito; Tsuneo Sunami
Original assignee: Toyo Umpanki Co Ltd
Current assignee: TCM Corp
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-07-10
Also published as: JPH02289706A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、ロータリ除雪車の速度制御装置に関
するものである。

＜従来技術＞ロータリ除雪車による除雪作業においては、負
荷の変動、周囲の交通事情、沿道の状況などに応
じて走行速度調整、換向、除雪装置の制御を行な
うという煩雑な操作が必要となるため、オペレー
タには高度の熟練が要求される。

特に、走行速度については、エンジンの過負荷
とそれに伴なう投雪シユートの詰まりなどを防止
するために、積雪の状態やエンジン回転速度の変
化を監視しながら頻繁に調整する必要がある。エ
ンジン出力に余裕のある速度で除雪すれば操作は
楽になるが、除雪効率が低下してしまう。

そこで、ロータリ除雪車のオペレータの負担を
軽減するために、除雪装置の負荷変動に対応する
エンジン回転速度の変化を検出し、この信号に基
づいて走行装置に備えられたHST（Hydro
Static Transmission）の斜板角を調整すること
によつて走行速度を自動的に制御し、エンジンの
過負荷を防止する技術が提案されている（特開昭
58−146608号公報、実開昭59−17753号公報、特
開昭58−175404号公報、特開昭58−106006号公報
参照）。

＜発明が解決しようとする課題＞ところが、上記従来技術では、走行用変速機の
速度段、除雪装置用変速機の速度段および除雪断
面積を考慮しないで、一定の制御特性で制御して
いるため、以下のような問題点が生じる。

すなわち、ロータリ除雪車の除雪装置において
は、オーガでかき込んだ雪をブロアに取り込み、
シユート（投雪筒）から吹き飛ばす。その投雪距
離は現場の状況（道路とその周辺の状況）によつ
て変わる。投雪したい距離によつて除雪装置用変
速機の速度段を設定する。

除雪装置の速度段を変えると、動力配分の上か
ら、ブロアで除雪量（ブロアで処理できる雪の
量）が変わり、その関係は Qb∝is²／Ｎ ……(1) Qb：ブロアでの除雪量 is：除雪装置用変速機の減速比Ｎ：エンジン回転数と表わせる。すなわち、除雪用変速機の減速比の
２乗に比例し、エンジン回転数に反比例する。

(1)式に基づき、ブロアでの除雪量を基準とし
て、エンジン回転数を一定とした場合の除雪断面
積と車速の関係を、除雪装置用変速機の速度段を
パラメータとして、例示すると第５図のようにな
る。

第５図における曲線より上の領域では、除雪装
置に要する動力が大きくなるので、エンジンに過
負荷がかかり、除雪不能となり、シユートが詰ま
つたり、シヤーピンが切損したりする。

したがつて、除雪速度（車速）には、除雪装置
用変速機の速度段と除雪断面積とによつて定まる
上限がある。例えば、除雪装置用変速機の速度段
を１速とすると、その投雪距離も少なくてよいの
で、その負荷も小さく車速の上限も大きくでき
る。また、除雪装置用変速機の速度段を３速にす
ると、投雪距離も大きくなり、除雪負荷が大きく
なるため、車速の上限も低くしなければならな
い。

ところが、従来技術では、除雪装置用変速機の
速度段に応じた車速の上限を決めていないため、
自動運転による除雪開始時あるいは積雪の凹凸な
どにより、除雪装置の負荷が小さくなり、これに
合わせて、車速が自動的に増大する。そうする
と、次に負荷が大きくなつた時にその負荷に応じ
た車速の上限を越えることがあり、前述のような
不具合を生じる。

本発明は、上記に鑑み、エンジンの過負荷を防
止し、投雪シユートの詰まり等を防止して、効率
の良い除雪を可能とするロータリ除雪車の速度制
御装置の提供を目的としている。

＜課題を解決するための手段＞本発明による課題解決手段は、第１，２図の如
く、エンジン１と、該エンジン１の出力を走行装
置側と除雪装置側とに分配する分配機２と、該分
配機２の一方の出力により駆動されるHST５と、
該HST５の出力が入力される走行用変速機３と、
前記分配機２の他方の出力により駆動される除雪
装置用変速機７とを具えたロータリ除雪車におい
て、前記走行用変速機３の速度段を検出する走行
レバー位置検出器Ａ１と、前記除雪装置用変速機
７の速度段を検出する除雪レバー位置検出器Ａ２
と、前記エンジン１の回転速度Ｎを検出する回転
速度検出器Ａ４と、これら走行レバー位置検出器
Ａ１、除雪レバー位置検出器Ａ２、回転速度検出
器Ａ４および除雪断面積設定器１０からの信号に
基づいてエンジン回転速度入力に対応した前記
HST５の斜板角θを下記条件(a)〜(d)の下に自動
制御するためのマイクロコンピユータ１１とが設
けられたものである。

条件(a) NL≦Ｎ≦N₀では θ＝θ₀−Ｋ（N₀−Ｎ）同(b) Ｎ＞N₀では、θ＝θ₀ 同(c) Ｎ＜NLでは、θ＝θ 同(d) 走行用変速機３、除雪装置用変速機７の速
度段の増大と除雪断面積設定器１０の設定値増
大にほぼ反比例してθ₀を減少させる。

ただし、Ｋは定数、 N₀は除雪装置用変速機の速度段と除雪断面積
とによつて定まるエンジンの基準回転速度、 NLは除雪作業に不適当なエンジンの回転速度
である。

＜作用＞上記課題解決手段において、走行速度段、除雪
装置速度段および除雪断面積の組み合わせのそれ
ぞれについて制御特性を設定しており、その基本
形は第３図のようにしている。

第３図において、除雪装置の負荷が軽くてエン
ジン回転速度が基準回転速度N₀よりも大きいと
きは、必要以上に高速にならないように、HST
斜板角θを一定に保つ。

N₀から除雪作業に不適当な回転速度NLまでの
間は、エンジン回転速度の低下に比例してHST
斜板角θを小さくする。

エンジン回転速度がNLを下回つたときはHST
斜板角θを零に保つ。

走行レバー位置検出器Ａ１は走行速度段の設定
を、また除雪レバー位置検出器Ａ２は除雪装置ブ
ロアの速度段の設定を検出してマイクロコンピユ
ータ１１に入力する。

一方、除雪断面積設定器１０から除雪断面積の
情報が入力される。

マイクロコンピユータ１１は、これら走行速度
段、ブロア速度段、除雪断面積の情報にもとづ
き、あらかじめ記憶しているデータからN₀、
NL、θ₀、Ｋを選択して、作業条件に適合した制
御特性を設定する。

除雪装置の負荷変動に伴なうエンジン回転速度
の変化は、回転速度検出器Ａ４によつて放出さ
れ、マイクロコンピユータ１１に入力される。マ
イクロコンピユータ１１は、上記の設定制御特性
から、エンジン回転速度入力に対応したHST斜
板角θを算出し制御を行なう。

このように、第３図のような制御特性の基本形
を設定し、除雪装置用変速機速度段、除雪断面積
および走行装置用変速機速度段の組合せ、それぞ
れについて、理論および実験結果から、N₀、
NL、θ₀およびＫを求め、それぞれの制御特性と
して設定している。

したがつて、どのような組合せでも、不具合を
生じることなく、しかも効率の良い除雪が可能で
あるという、常に最適な制御が実現できる。

＜実施例＞以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図はロータリ除雪車の動力系統のブロツク
図である。

エンジン１の出力は分配機２によつて走行装置
側と除雪装置側に分配されて伝達される。走行装
置側には走行用変速機３があり、オペレータが操
作するレバー４によつて走行速度段の切換えがで
きる。

分配機２と走行用変速機３の間にはHST５が
あり、その可変容量ポンプの吐出量変更用斜板を
動かす操作レバー６によつて、車両前輪Ｗ１と後
輪Ｗ２の前後進と前記走行速度段の設定に対応し
た範囲の速度調整が可能である。

一方、除雪装置側には除雪装置用変速機７があ
り、投雪距離を変えるために、レバー８によつて
除雪装置９の速度段を切換えることができる。

第２図は本発明ロータリ除雪車の速度制御装置
の構成を示すブロツク図である。図において、走
行レバー位置検出器Ａ１は、走行速度段切換レバ
ー４の位置から、走行速度段の設定を検出する。

除雪レバー位置検出器Ａ２は、除雪装置速度段
切換レバー８の位置から、除雪装置（ロータとブ
ロア）の速度段を検出する。

除雪断面積設定器１０は、除雪断面積の情報を
マイクロコンピユータ１１に入力するための設定
器で、作業時の工法に合わせてオペレータにより
操作される。

第３図は本発明による制御の基本特性図であ
り、これら第２，３図において、ロータリ除雪車
は、エンジン１と、該エンジン１の出力を走行装
置側と除雪装置側とに分配する分配機２と、該分
配機２の一方の出力により駆動されるHST５と、
該HST５の出力が入力される走行用変速機３と、
前記分配機２の他方の出力により駆動される除雪
装置用変速機７とを具えている。

そして、本発明の速度制御装置は、前記走行用
変速機３の速度段を検出する走行レバー位置検出
器Ａ１と、前記除雪装置用変速機７の速度段を検
出する除雪レバー位置検出器Ａ２と、前記エンジ
ン１の回転速度Ｎを検出する回転速度検出器Ａ４
と、これら走行レバー位置検出器Ａ１、除雪レバ
ー位置検出器Ａ２、回転速度検出器Ａ４および除
雪断面積設定器１０からの信号に基づいて前記
HST５の斜板角θを下記条件(a)〜(d)の下に自動
制御するためのマイクロコンピユータ１１とが設
けられてなつている。

条件(a) NL≦Ｎ≦N₀では、θ＝θ₀−Ｋ（N₀−Ｎ）同(b) Ｎ＞N₀では、θ＝θ₀ 同(c) Ｎ＜NLでは、θ＝０同(d) 走行用変速機３、除雪装置用変速機７の速
度段の増大と除雪断面積設定器１０の設定値増
大にほぼ反比例してθ₀を減少させる。ただし、
Ｋは定数、N₀はエンジン１の基準回転速度、
NLは除雪作業に不適当なエンジン１の回転速
度である。

例えば、走行用変速機３の速度段を一速（減
速比4.169）から二速（減速比2.277）へ増大さ
せるときには、θ₀を「１」から「0.546」の比
率で減少させる。除雪装置用変速機７の速度段
を一速（減速比2.263）から二速（減速比
1.816）へ増大させるときには、θ₀を「１」か
ら「0.643」のごとく二剰の比率で減少させる。
また、除雪断面積設定器１０の設定値をＮ倍に
増大させると、θ₀を１／Ｎに減少させる。

第４図は本発明の上記制御を達成するためのプ
ログラムの概略を示すフローチヤートである。

一般に、除雪装置の負荷は、雪の比重、除雪断
面積、除雪速度（走行速度）、ブロア速度の関数
となる。投雪距離を大きくするためには、ブロア
を高速で回転させなければならないが、このとき
除雪装置に取り込む雪の量、すなわち除雪断面積
と除雪速度との積を小さくする必要がある。ま
た、走行速度段を変えた場合、そのときの除雪装
置に要する動力との関係から、車速すなわち
HST斜板角の最大値に限度がある。このように、
エンジンの過負荷を防止するために制御すべき
HST斜板角の範囲は走行速度段、除雪装置速度
段、除雪断面積の組み合わせによつて変わる。

一方、動力分配の上から低い速度で除雪しなけ
ればならない条件のときに、高速で雪に突つ込む
と除雪装置には急激に大きな負荷がかかり、ブロ
ア入口のシヤーピンが切れることがある。

このように、衝撃的な負荷をかけることは車両
の故障につながる危険性があり、制御上も望まし
いことではない。また、オーガに雪が詰まり、除
雪不可能になることがある。

上記のような点から、本発明では、走行速度
段、除雪装置速度段および除雪断面積の組み合わ
せそれぞれについて制御特性を設定しており、そ
の基本形は第３図のようにしている。第３図にお
いて、N₀は投雪シユートの詰まりなどの除雪作
業上の不具合と除雪効率の両面から設定される制
御上のエンジン基準回転速度である。除雪装置の
負荷が軽くてエンジン回転速度が基準回転速度
N₀よりも大きいときは、必要以上に高速になら
ないように、HST斜板角θを一定に保つ。N₀か
ら除雪作業に不適当な回転速度NLまでの間は、
エンジン回転速度の低下に比例してHST斜板角
θを小さくする。第３図に示した演算式中のＫが
比例定数である。エンジン回転速度がNLを回つ
たときはHST斜板角θを零に保つ。

手動運転と自動運転の切換えは、オペレータの
操作によつて作動する二つのクラツチＣ１，Ｃ２
で行なわれる。手動クラツチＣ１は、HST操作
レバー６に接続されるので、手動運転操作は本発
明の制御装置を備えない場合と同様である。ま
た、自動クラツチＣ２は、制御装置によつて制御
される直流モータ１３に接続される。

走行レバー位置検出器Ａ１は走行速度段の設定
を、また除雪レバー位置検出器Ａ２は除雪装置ブ
ロアの速度段の設定を検出してマイクロコンピユ
ータ１１に入力する。一方、除雪断面積設定器１
０から除雪断面積の情報が入力される。マイクロ
コンピユータ１１は、これら走行速度段、ブロア
速度段、除雪断面積の情報にもとづき、あらかじ
め記憶しているデータからN₀、NL、θ₀、Ｋを選
択して、作業条件に適合した制御特性を設定す
る。

除雪装置の負荷変動に伴なうエンジン回転速度
の変化は、回転速度検出器Ａ４によつて検出さ
れ、マイクロコンピユータ１１に入力される。マ
イクロコンピユータ１１は、上記の設定制御特性
から、エンジン回転速度入力に対応したHST斜
板角θを算出し、サーボ増幅器１２の目標値とし
て出力する。サーボ増幅器１２は、マイクロコン
ピユータ１１から出力された目標値と、角度検出
器Ａ３によつて検出されるHST斜板角θの実際
の値とを比較して、直流モータ１３を駆動し角度
θの制御を行なう。マイクロコンピユータ１１に
おける一連の処理の概略は第４図のとおりであ
る。

＜効果＞以上の説明から明らかな通り、本発明による
と、走行速度段、除雪装置速度段およびオペレー
タが設定する除雪断面積の組み合わせに対応し
て、それぞれに適合したHST斜板角の制御特性
を設定し、また、制御特性上、無負荷状態でも必
要以上に高速にならないことから、車体の慣性の
影響などを最小限に押さえることができるので、
精度の良い安定した制御が実現できるとともに衝
撃的な負荷がかかることがない。

また、本発明によると、ロータリ除雪車のエン
ジンの過負荷とそれに伴なう投雪シユートの詰ま
りなどを防止でき、かつ効率の良い除雪が可能と
なるので、オペレータの負担を著しく軽減するこ
とができる。

さらに、二次的に、オペレータは換向と投雪シ
ユートの操作に専念することができるので、除雪
作業の安全にも寄与する。

また、従来のHST制御系統に自動制御系統を
付加したのみの機構であり、自動系統のトラブル
が起きても手動で操作可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータリ除雪車の動力系統のブロツク
図、第２図は本発明ロータリ除雪車の速度制御装
置の構成を示すブロツク図、第３図は本発明によ
る制御の基本特性図、第４図は本発明の制御を達
成するためのプログラムの概略を示すフローチヤ
ート、第５図は除雪量曲線図である。１：エンジン、２：分配機、３：走行用変速
機、４：走行速度段切換用レバー、５：HST、
６：操作レバー、７：除雪装置用変速機、８：除
雪装置速度段切換用レバー、９：除雪装置、１
０：除雪段面積設定器、１１：マイクロコンピユ
ータ、θ：斜板角、Ｎ：回転速度、Ａ１：走行レ
バー位置検出器、Ａ２：除雪レバー位置検出器、
Ａ３：角度検出器、Ａ４：回転速度検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジン１と、該エンジン１の出力を走行装
置側と除雪装置側とに分配する分配機２と、該分
配機２の一方の出力により駆動されるHST５と、
該HST５の出力が入力される走行用変速機３と、
前記分配機２の他方の出力により駆動される除雪
装置用変速機７とを具えたロータリ除雪車におい
て、前記走行用変速機３の速度段を検出する走行
レバー位置検出器Ａ１と、前記除雪装置用変速機
７の速度段を検出する除雪レバー位置検出器Ａ２
と、前記エンジン１の回転速度Ｎを検出する回転
速度検出器Ａ４と、これら走行レバー位置検出器
Ａ１、除雪レバー位置検出器Ａ２、回転速度検出
器Ａ４および除雪断面積設定器１０からの信号に
基づいてエンジン回転速度入力に対応した前記
HST５の斜板角θを下記条件(a)〜(d)の下に自動
制御するためのマイクロコンピユータ１１とが設
けられたことを特徴とするロータリ除雪車の速度
制御装置。条件(a) NL≦Ｎ≦N₀では、 θ＝θ₀−Ｋ（N₀−Ｎ）同(b) Ｎ＞N₀では、θ＝θ₀ 同(c) Ｎ＜NLでは、θ＝０同(d) 走行用変速機３、除雪装置用変速機７の速
度段の増大と除雪断面積設定器１０の設定値増
大にほぼ反比例してθ₀を減少させる。ただし、Ｋは定数、 N₀は除雪装置用変速機の速度段と除雪断面積
とによつて定まるエンジンの基準回転速度、 NLは除雪作業に不適当なエンジンの回転速度
である。