JPH08336237A - 作業機の電気負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリーの端子電圧が低下している場合で
も、極力バッテリーを良好かつ長期に使用できる作業機
の電気負荷制御装置を提供する。 【構成】 機体３に搭載されたバッテリー２３の端子電
圧を検出するバッテリー端子電圧検出手段２５を設け、
バッテリー２３の端子電圧の範囲を予め段階的に区分さ
れたその所定の区分情報と、バッテリー端子電圧検出手
段２５の検出情報とを比較して、実際のバッテリー端子
電圧値が属する区分を判別する判別手段３０を設け、該
判別手段３０の判別結果に基づいて、実際のバッテリー
端子電圧値が属する区分に対応して特定される電気負荷
装置１６，３６の作動を制限する制限手段３１を設けて
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば農作業機や建設
機械等に代表される作業機の電気負荷制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、バッテリーを利用して電気負荷装
置を作動させるものにおいては、多数の電気負荷装置を
備えているとともに、バッテリーの端子電圧が低下した
状態であってもそれらの電気負荷装置を通常通りに作動
させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の作業機、例えば作業機が田植機等の農作業機にあっ
ては、バッテリー端子電圧が低下しているときでも操舵
用の電動パワーステアリング装置等の電気負荷装置を使
用するならば、それによってバッテリーの起電力低下を
より一層招く虞れが高く、各種制御装置等の作動を妨げ
てしまう等の不具合が生じるものとなっていた。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、バッテリーの端子電圧が低下している場合で
も、極力バッテリーを良好にかつ長期に使用できる作業
機の電気負荷制御装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１にかか
る作業機の電気負荷制御装置は、上記目的を達成するた
めに、バッテリーの端子電圧を検出するバッテリー端子
電圧検出手段を設けるとともに、前記バッテリーの端子
電圧の範囲を予め段階的に区分してその区分情報を記憶
する記憶手段を設け、前記バッテリー端子電圧検出手段
の検出情報と前記記憶手段に記憶された区分情報とを比
較して、実際のバッテリー端子電圧が含まれる区分を判
別する判別手段を設け、実際のバッテリー端子電圧が含
まれる区分に対応して特定される電気負荷装置の作動を
制限する制限手段を設けてあることを特徴構成とする。

【０００６】又、本発明の請求項２にかかる作業機の電
気負荷制御装置は、請求項１に記載のものにおいて、走
行装置を備えるとともに、走行装置を操舵する操舵装置
の操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置を
備え、かつ、前記電気負荷装置を前記電動パワーステア
リング装置のアシスト用電動アクチュエータの作動に制
限を与えるように前記制限手段を構成してあることを特
徴構成とする。

【０００７】又、本発明の請求項３にかかる作業機の電
気負荷制御装置は、請求項１に記載のものにおいて、対
地作業装置を機体に水平軸芯周りで揺動自在に支持する
とともに、前記対地作業装置を前記水平軸芯周りで一定
姿勢を維持するように正逆両側より付勢する付勢手段を
設けるとともに、前記対地作業装置の前記水平軸芯周り
での所定姿勢に対する傾きを検出する傾き検出手段を設
け、該傾き検出手段の検出結果に基づいて前記対地作業
装置を所定姿勢に復帰作動させる電動アクチュエータを
前記電気負荷装置として備え、かつ、前記電動アクチュ
エータの作動に制限を与えるように前記制限手段を構成
してあることを特徴構成とする。

【０００８】

【作用】即ち、本発明の請求項１の構成によれば、バッ
テリーの端子電圧を検出するバッテリー端子電圧検出手
段を設けるとともに、バッテリーの端子電圧の範囲を予
め段階的に区分してその区分情報を記憶する記憶手段を
設け、バッテリー端子電圧検出手段の検出情報と記憶手
段に記憶された区分情報とを比較して、実際のバッテリ
ー端子電圧が含まれる区分を判別する判別手段を設け、
実際のバッテリー端子電圧が含まれる区分に対応して特
定される電気負荷装置の作動を制限する制限手段を設け
てあるから、予め区分されたバッテリーの端子電圧の範
囲のうち、実際のバッテリーの端子電圧がどの区分に含
まれるかの判断によって、バッテリー端子電圧値が各種
電気負荷装置を全て良好に作動させ得る状態であるか、
否か、あるいは、優先的に使用しなければならない電気
負荷装置に対してそうでない電気負荷装置の作動を停止
または供給電力を低下させるように制限することで、バ
ッテリー端子電圧の低下を抑制して、バッテリー端子電
圧の低下にかかわらず、優先的に使用する必要のある電
気負荷装置の確実な作動を行えるようにできる。

【０００９】又、本発明の請求項２の構成によれば、走
行装置を備えるとともに、走行装置を操舵する操舵装置
の操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置を
備え、かつ、電気負荷装置を前記電動パワーステアリン
グ装置のアシスト用電動アクチュエータの作動に制限を
与えるように制限手段を構成してあるから、手動でも操
舵可能な操舵装置の電動パワーステアリング装置のアシ
スト用電動アクチュエータの使用を制限することで、バ
ッテリー端子電圧の低下を抑制でき、その他の電気負荷
装置の作動を優先的に行えるようにできる。

【００１０】又、本発明の請求項３の構成によれば、対
地作業装置を機体に水平軸芯周りで揺動自在に支持する
とともに、対地作業装置を前記水平軸芯周りで一定姿勢
を維持するように正逆両側より付勢する付勢手段を設け
るとともに、対地作業装置の前記水平軸芯周りでの所定
姿勢に対する傾きを検出する傾き検出手段を設け、該傾
き検出手段の検出結果に基づいて対地作業装置を所定姿
勢に復帰作動させる電動アクチュエータを電気負荷装置
として備え、かつ、電動アクチュエータの作動に制限を
与えるように制限手段を構成してあるから、対地作業装
置の一定姿勢への維持を犠牲にしてでも、その他の電気
負荷装置の作動を優先的に行えるようにできる。

【００１１】

【発明の効果】従って、本発明の請求項１の構成によれ
ば、優先性の低い電気負荷装置の使用を制限することで
バッテリー端子電圧の低下を抑制できるので、バッテリ
ー起電力の不当な低下を招くことなく、重要な電気負荷
装置の作動を確実性高く維持でき、作業に支障をきたす
ことを抑制できるという利点がある。

【００１２】又、本発明の請求項２の構成によれば、特
に、手動でも代用可能なパワーステリング装置のアシス
ト用電動アクチュエータの使用を制限しても特に大きな
不具合の発生がないので、そのアシスト用電動アクチュ
エータの使用の制限により他の電気負荷装置を優先的に
使用できることになり、利便性が高いものにできる。

【００１３】又、本発明の請求項３の構成によれば、特
に、対地作業装置としての苗植付装置のローリング制御
は厳密な制御を行わなくても特に大きな不具合の発生が
ないので、その苗植付装置の傾きを修正するために供せ
られる電動アクチュエータの使用の制限により他の電気
負荷装置を優先的に使用できることになり、利便性が高
いものにできる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に、作業機の一例としての乗用型田植機を示
している。この乗用型田植機は、走行装置としての左右
一対の前車輪１，１及び後車輪２，２によって走行可能
に支持された機体３に、エンジン４、搭乗運転部５等を
搭載装備するとともに、機体３の後端部に、油圧シリン
ダ６で昇降操作される四連リンク機構７を介して対地作
業装置としての苗植付装置８を装着して構成している。

【００１５】図１及び図３に示すように、搭乗運転部５
にステアリングハンドル９を備えているとともに、該ス
テアリングハンドル９による操舵をステアリングシャフ
ト１０、ピットマンアーム、タイロッド、ナックルアー
ム等を介して前車輪１，１を操舵する操舵装置１１を構
成している。そして、ステアリングシャフト１０には、
図３に示すように、電動パワーステアリング装置１２を
設けている。すなわち、ステアリングシャフト１０のト
ルクを検出するトルク検出手段１３を設置しているとと
もに、このトルク検出手段１３の検出情報に基づいてス
テアリングシャフト１０にギア連動機構１４及び電磁ク
ラッチ１５を介してアシスト回転力を負荷するよう、ア
シスト用電動アクチュエータとしての電動モータ１６を
設けている。この電動モータ１６、電磁クラッチ１５の
駆動制御は、トルク検出手段１３の検出情報が入力され
る制御装置１７で行う。この制御装置１７は、ステアリ
ングシャフト１０に加えられた手動操作等によるトルク
のトルク検出手段１３の検出情報に基づいてそのトルク
に応じてステアリングシャフト１０の回転を軽減するが
わに回転動力を付加するよう電動モータ１６を駆動させ
る駆動信号を出力する構成となっている。尚、前記ギア
連動機構１４は、ギアによる減速機構を構成している
が、減速比を２段に変更切換できる構成となっている。
すなわち、人為操作切換レバー１８で位置切換自在なシ
フトギアとこのシフトギアにより択一的に連動連結され
るギア変速機構２０とを設けているのである。このよう
に構成していることで、路上での操舵と圃場内での操舵
とにおけるアシスト力の大きさを変更するものであっ
て、人為操作切換レバー１８による選択操作によって、
路上走行時に不当に大きくステアリング操作されないよ
う、路上でのアシスト力を低くする。一方、圃場内での
アシスト力を高めることで、操舵負荷が重くなる圃場内
では検出トルクに対して大きなアシスト力をステアリン
グシャフト１０に作用させる。従って、走行条件に応じ
て操舵時に最適のアシストがなされるようになってい
る。尚、この変速の段数は上記のように２段にするのに
限らないのであって、３段以上に設定しても良い。

【００１６】さらに、制御装置１７は、図２及び図３に
示すように、図示しないキースイッチを始動操作した時
において、前記トルク検出手段１３からの信号を検出し
て、その信号の異常の有無を判断するようにしている。
すなわち、キースイッチを始動操作してから、所定の間
のトルク検出手段１３からの検出信号と、予め制御装置
１７中にプログラムされて記憶されたステアリングシャ
フト１０の非操作時のトルク検出手段１３の本来の出力
値に相当するデータとを比較して、該データと検出信号
の値とが一致又はほぼ一致しておれば、トルク検出手段
１３が正常であると判断する。又、トルク検出手段から
の検出信号と前記データとが比較的差の大きい状態で不
一致の場合には、トルク検出手段での検出信号の値をス
テアリングシャフト１０の零操作時の出力信号の値であ
るとして、自動的に補正する補正手段を設けている。

【００１７】次に、前記電動パワーステアリング装置１
２の電動モータ１６の制御について説明する。図４に示
すように、電動モータ１６の作動をＰＷＭ制御を行って
いるのであって、電動モータ１６を正転駆動できる状態
と逆転駆動できる状態との切換を行うこともできるよう
に、電動モータ１６にブリッジ状を成すよう、４つの電
界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと称する）Ｑ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４を接続している。そして、ＦＥＴＱ１，
Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、制御装置１７からの信号でスイッ
チング操作されて、電動モータ１６を正転駆動、または
逆転駆動するようにしている。さらに、そのスイッチン
グ操作は、パルス信号のデューティ比を変更調節するこ
とでアシスト力を変更調節できるようにしている。さら
に、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４に制御信号を出力さ
せている時間を予め第１設定時間Ｔ１のみ継続させその
第１設定時間Ｔ１は第２設定時間Ｔ２の間制御信号を出
力しない制御を行い、さらに第２設定時間Ｔ２が経過し
た後、第１設定時間Ｔ１パルス信号を出力する制御を交
互に繰り返すようにしている。これにより、各ＦＥＴＱ
１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が内部破壊してしまうような不当
な高温状態にならないよう、信号付加時間を制限してい
るのである。尚、図４に示すように、ＦＥＴＱ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４のうちＱ１とＱ２とのそれぞれの温度を
温度センサ２２で検出し、この検出結果に基づいて、一
定以上の温度であると、制御装置１７が前記パルス信号
のデューティ比を下げるようにしている。これによって
も、ＦＥＴ２１が熱破損することを抑制できるのであ
る。尚、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のうち、Ｑ１と
Ｑ４との対のオン作動と、Ｑ２とＱ３との対のオン作動
とは、前記トルク検出手段１３で検出されるトルクの向
きに対応させて制御される。

【００１８】そして、図２に示すように、機体３にはス
タータモータの作動用や電動パワーステアリングの駆動
用等の電源としてのバッテリー２３を搭載している。こ
のバッテリー２３は、エンジン４の動力で発電するオル
タネータからの電力を充電用整流手段２４を介して充電
するように構成している。図２に示すように、バッテリ
ー２３の端子電圧を検出するバッテリー端子電圧検出手
段２５を設けているとともに、このバッテリー端子電圧
検出手段２５の検出結果により、バッテリー端子電圧が
所定値未満である場合に所定の充電方式により満充電状
態になるよう充電するのである。バッテリー端子電圧が
所定電圧になると充電器２４に内蔵したスイッチ手段２
６をオフして充電を停止する。又、バッテリー２３の端
子電圧を段階的に視覚的に表示できるように表示手段２
７を操縦パネル部に設けている。具体的には、バッテリ
ー２３の電圧値の表示段階を、１３ボルト以上の場合
（Ａ段階と称する）と、１３ボルト未満から１２ボルト
以上の場合（Ｂ段階と称する）と、１２ボルト未満から
１１．５ボルト以上の場合（Ｃ段階と称する）と、１
１．５ボルト未満の場合（Ｄ段階と称する）との４段階
に区分された状態で表示できるようにしている。そし
て、表示手段２７においては、バッテリー２３の端子電
圧値が前記Ｄ段階のときには、充電を一時的に停止し
て、すなわちオルタネータと接続された充電用整流手段
２４とバッテリー２３との断続を行うスイッチ手段２６
を一時的にオフにして、バッテリー端子電圧検出手段２
５でバッテリー端子電圧を検出することを、前記Ｄ段階
では３０秒毎に１回行い、前記Ｃ段階では１分毎に１回
行い、前記Ｂ段階では２分毎に１回行い、前記Ａ段階で
は４分毎に１回行うように制御している。このようにす
ることで、バッテリー２３の端子電圧が満充電状態から
低下しているほど、バッテリー２３の状態を短い時間間
隔で検出して、より正確に報知するようにしているので
ある。

【００１９】そして、図２に示すように、前記制御装置
１７にも前記バッテリー端子電圧検出手段２５の検出信
号が入力されるようにしている。この制御装置１７にお
いては、前述のようにバッテリー端子電圧の範囲を段階
的に区分して各区分の境界値を区分情報として記憶する
記憶手段２９を設けている。この記憶手段２９に記憶さ
れた区分情報と実際のバッテリー端子電圧検出手段２５
による検出電圧とを比較して、実際のバッテリー端子電
圧値が属する区分を判別する判別手段３０を制御装置１
７に設けている。この区分情報も、前述と同様に、バッ
テリーの端子電圧値が、１３ボルト以上の場合（Ａ段
階）と、１３ボルト未満から１２ボルト以上の場合（Ｂ
段階）と、１２ボルト未満から１１．５ボルト以上の場
合（Ｃ段階）と、１１．５ボルト未満の場合（Ｄ段階）
との４段階に区分されている。この判別手段３０からの
判断信号は、制御装置１７に備えられた制限手段３１に
入力される。判別手段３０による判別結果がＡ段階の場
合、制限手段３１では、バッテリー２３の起電能力が充
分あるとして何ら各機器に対する制限等は行わない。判
別手段３０による判別結果がＢ段階の場合、制限手段３
１では、バッテリー２３容量が通常使用状態より低下し
ていることの軽い注意を視覚的に促す第１警告表示手段
３２を表示作動させる。そして、判別手段３０による判
別結果がＣ段階の場合、制限手段３１では、前記アシス
トモータとしての電動モータ１６を駆動しないように、
前記電動モータ１６への駆動信号の出力を停止阻止する
とともに強い警告を視覚的に促すための第２警告表示手
段３３を表示作動させる。そして、判別手段３０による
判別結果がＤ段階の場合、第２警告表示手段３３より強
く警告を視覚的に促すための第３警告表示手段３４を表
示作動させるとともに、音声式警告手段３５を作動さ
せ、かつ、重要なもの以外の各種電気機器の作動、具体
的には、前記電動モータ１６の作動、前後方向に沿った
水平軸芯Ｘ周りで揺動自在に前記四連リンク機構７に対
して装着されている前記苗植付装置８を、一定の左右姿
勢に維持する電動アクチュエータとしてのローリングモ
ータ３６の作動、並びに図示しない変速装置の変速操作
するための電動アクチュエータの作動をさせないように
するのである。尚、図５に示すように、苗植付装置８
は、左右一対の付勢手段としてのコイルスプリング３
７，３７で中立姿勢を維持するがわに弾性付勢している
とともに、苗植付装置８の前記水平軸芯Ｘ周りでの基準
となる水平面に対する傾き角度を検出する傾き検出手段
３８を設けており、その傾き検出手段３８の検出結果に
基づいて、制御手段１７は苗植付装置８の姿勢を水平を
維持するように前記ローリングモータ３６で変更制御す
る構成にしている。

【００２０】〔別実施例〕 本発明は、上記実施例に示す乗用型田植機に適用さ
れるのみならず、農用トラクタや、芝刈り機等各種の作
業機に適用できるものである。 バッテリーは機体に搭載したエンジン動力で発電さ
れる電力を充電する形式のものに限定されるものでな
く、機体に搭載していない電源より充電する形式のもの
でも良い。

【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用型田植機を示す全体側面図

【図２】制御ブロック図

【図３】電動パワーステアリング装置を示す概略説明図

【図４】電動モータの駆動回路を示す説明図

【図５】苗植付装置を示す縦断正面図

【符号の説明】

１ 走行装置 ３ 機体 ８ 対地作業装置 １１ 操舵装置 １２ 電動パワーステアリング装置 １６ アシスト用電動アクチュエータ（電気負荷装置） ２５ バッテリー端子電圧検出手段 ３０ 判別手段 ３１ 制限手段 ３６ 電動アクチュエータ（電気負荷装置） ３７ 付勢手段 ３８ 傾き検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体（３）に搭載されたバッテリー（２
   ３）の端子電圧を検出するバッテリー端子電圧検出手段
   （２５）を設けるとともに、前記バッテリー（２３）の
   端子電圧の範囲を予め段階的に区分されたその所定の区
   分情報と、前記バッテリー端子電圧検出手段（２５）の
   検出情報とを比較して、実際のバッテリー端子電圧値が
   属する区分を判別する判別手段（３０）を設け、該判別
   手段（３０）の判別結果に基づいて、実際のバッテリー
   端子電圧値が属する区分に対応して特定される電気負荷
   装置（１６），（３６）の作動を制限する制限手段（３
   １）を設けてある作業機の電気負荷制御装置。
2. 【請求項２】 走行装置（１）を備えるとともに、走行
   装置（１）を操舵する操舵装置（１１）の操舵力をアシ
   ストする電動パワーステアリング装置（１２）を備え、
   該電動パワーステアリング装置（１２）のアシスト用電
   動アクチュエータ（１６）を前記電気負荷装置としてそ
   の作動に制限を与えるように前記制限手段（３１）を構
   成してある請求項１記載の作業機の電気負荷制御装置。
3. 【請求項３】 対地作業装置（８）を機体（３）に水平
   軸芯周りで揺動自在に支持するとともに、前記対地作業
   装置（８）を前記水平軸芯周りで一定姿勢を維持するよ
   うに正逆両側より付勢する付勢手段（３７）を設けると
   ともに、前記対地作業装置（８）の前記水平軸芯周りで
   の所定姿勢に対する傾きを検出する傾き検出手段（３
   ８）を設け、該傾き検出手段（３８）の検出結果に基づ
   いて前記対地作業装置（８）を所定姿勢に復帰作動させ
   る電動アクチュエータ（３６）を前記電気負荷装置とし
   て備え、かつ、前記電動アクチュエータ（３６）の作動
   に制限を与えるように前記制限手段（３１）を構成して
   ある請求項１記載の作業機の電気負荷制御装置。