JP3528966B2 - 作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、作業部の駆動源と
なるエンジン及び走行部の駆動源となる電動モータを備
えた作業機に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、作業機としては、作業部の駆動源
と走行部の駆動源とを分離した機種が開発されてきてい
る。例えば作業部をエンジンで駆動し、走行部を電動モ
ータで駆動する。電動モータの回転を制御する方式であ
るから、比較的小回りの利く作業機にすることができ
る。このような作業機としては、例えば特開平３−４３
０１３号公報「自力走行芝刈機」（以下、「従来の技
術」と言う）が知られている。 【０００３】この従来の技術は、同公報の第１図によれ
ば、エンジン２（番号は公報に記載されたものを引用し
た。以下同じ。）にて芝刈り用カッタ３を駆動し、バッ
テリ４９を電源とする走行用駆動モータ２０にて前輪１
０を駆動し、コントローラ５３にて走行用駆動モータ２
０を回転制御するというものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、走
行用駆動モータ２０の消費電力をバッテリ４９の電力だ
けでまかなうものであり、長時間にわたって作業をする
には限界がある。しかも大容量のバッテリ４９を備える
必要がある。大容量のバッテリ４９は大型で大重量であ
り、小型の作業機に搭載することは得策ではない。 【０００５】そこで、エンジン２にて芝刈り用カッタ３
の他に発電機をも駆動し、この発電機にてバッテリ４９
を充電し、これら発電機並びにバッテリ４９を走行用駆
動モータ２０の電源とすることが考えられる。発電機に
て発生させた電力だけで走行用駆動モータ２０の消費電
力をまかなうとともに、余った電力をバッテリ４９に充
電することができる。このようにすれば、バッテリ４９
の小型化を図ることができるので、作業機への搭載スペ
ースの削減を図るとともに作業機を軽量にするには有利
である。しかも、長時間にわたって作業をすることがで
きる。 【０００６】ところで、芝刈り用カッタ３のような小負
荷の作業部を駆動するエンジン２としては、小型エンジ
ンを採用することが多い。しかし、作業機の運転にあた
っては、作業状況に応じて走行速度を大幅に変更して使
用されることがある。例えば、スロットルバルブの開度
を絞って小型エンジンを低速回転させているときであっ
ても、走行用駆動モータ２０を急激に加速させて高速走
行状態にする場合がある。常に発電機で発生した電力に
て走行用駆動モータ２０を駆動させるので、走行用駆動
モータ２０の加速度が大きいと、発電機による発電量も
多く要求される。要求される発電量が急増すれば、エン
ジン２の負担も急増する。エンジン２の負担が急激に過
大になるとエンジン２の回転数は低下する。エンジン回
転数が下がると芝刈り用カッタ３の回転数も下がるの
で、作業効率は低下する。 【０００７】そこで本発明の目的は、エンジンで作業部
並びに発電機を駆動し、この発電機でバッテリを充電
し、これらの発電機並びにバッテリを電動モータの電源
とする作業機において、エンジンへの急激な負担増加を
抑制しつつ、電動モータを必要加速度で加速することが
できる技術を提供することにある。 【０００８】 【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、エンジンにより駆動する除雪用オーガ等
の作業部と、エンジンにより駆動する発電機と、この発
電機により充電するバッテリと、これら発電機並びにバ
ッテリを電源とする電動モータと、この電動モータによ
り駆動する走行輪等の走行部と、この走行部の目標走行
速度に対する走行部の実走行速度の比較に基づいて電動
モータの回転を制御する制御部と、を備える作業機にお
いて、制御部が、走行部の実走行速度の大きさに応じて
必要加速度を定めるステップと、エンジンの回転数が大
きいほど１に近く回転数が小さいほど０に近い補正係数
からそのときのエンジンの回転数に対応する補正係数を
求めるステップと、この補正係数を必要加速度に乗じる
ステップと、この補正した必要加速度にて電動モータの
回転を制御するステップと、を備えたことを特徴とす
る。 【０００９】エンジンの回転数が大きいときには、走行
部の実走行速度の大きさに応じて定めた必要加速度に近
い値で、電動モータの回転を加速することができる。ま
た、エンジンの回転数が小さいときには、補正された小
さい必要加速度で、電動モータの回転を加速することが
できる。従って、エンジンの回転数に応じた最適な加速
度で電動モータの回転を制御することができる。 【００１０】このように、エンジンが低速回転中に電動
モータを急加速させた場合であっても、電動モータの加
速度がエンジンの回転数に応じた最適な値に抑制される
ので、発電機による発電量も抑制される。この結果、エ
ンジンの負担を軽減することができる。エンジンへの急
激な負担増加を抑制しつつ、電動モータを必要加速度で
加速することができる。エンジンへの急激な負担増加を
抑制することで、エンジンの回転数の低下を防止するこ
とができ、この結果、作業部の作業効率を高めることが
できる。 【００１１】 【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
に従い、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号
の向きに見るものとする。 【００１２】図１は本発明に係る除雪機の平面図であ
り、電動車両としての除雪機１０は、機体１１にエンジ
ン１２を搭載し、機体１１の前部に作業部としてのオー
ガ１３及びブロア１４を装備し、機体１１の左右にクロ
ーラ１５Ｌ，１５Ｒを配置し、機体１１の後部に操作盤
１６を配置した車両であり、作業者が操作盤１６の後か
ら連れ歩く歩行型作業機である。以下、要部を詳細に説
明する。なお、操作盤１６は図２で詳しく説明する。 【００１３】エンジン１２の出力の一部で、発電機１７
を回し、得た電力を操作盤１６の下方に配置したバッテ
リ（図４の符号４３参照）に供給すると共に、後述する
左右の走行モータに供給する。エンジン１２の出力の残
部は、電磁クラッチ１８及びベルト１９を介して作業部
としてのブロア１４及びオーガ１３の回転に充てる。オ
ーガ１３は地面に積もった雪を中央に集める作用をな
し、この雪を受け取ったブロア１４はシュータ２１を介
して雪を機体１１の周囲の所望の位置へ投射する。２２
はオーガハウジングであり、オーガ１３を囲うカバー部
材である。 【００１４】左のクローラ１５Ｌは、駆動輪２３Ｌと遊
動輪２４Ｌとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動
輪２３Ｌは左の走行モータ２５Ｌで正逆転させる。右の
クローラ１５Ｒも、駆動輪２３Ｒと遊動輪２４Ｒとに巻
き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｒは右の走
行モータ２５Ｒで正逆転させる。 【００１５】従来の除雪機では１個のエンジン（ガソリ
ンエンジン又はジーゼルエンジン）で作業部系（オーガ
回転系）と走行系（クローラ駆動系）とを賄っていた
が、本発明ではエンジン１２で作業部系（オーガ回転
系）を駆動し、電動モータ（走行モータ２５Ｌ，２５
Ｒ）で走行系（クローラ駆動系）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。 【００１６】図２は図１の２矢視図であり、操作盤１６
には、操作箱２７の手前の側面にメインスイッチ２８、
エンジンチョーク２９、クラッチ操作ボタン３１などを
備え、操作箱２７の上面に、投雪方向調節レバー３２、
オーガハウジング姿勢調節レバー３３、走行系に係る方
向速度レバー３４、作業部系に係るエンジンスロットル
レバー３５を備え、操作箱２７の右にグリップ３６Ｒ及
び右旋回操作レバー３７Ｒを備え、操作箱２７の左にグ
リップ３６Ｌ、左旋回操作レバー３７Ｌ及び走行準備レ
バー３８を備える。 【００１７】左右旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒはブレ
ーキレバーに近似するが、後述するとおりに完全な制動
効果は得られない。操作することで走行モータ２５Ｌ，
２５Ｒの回転を落として機体をターンさせることに使用
するため、ブレーキレバーと言わずに旋回操作レバーと
呼ぶことにした。 【００１８】メインスイッチ２８はメインキーを差込
み、回すことでエンジンを始動することのできる周知の
スイッチである。エンジンチョーク２９は引くことで混
合気の濃度を高めることができる。投雪方向調節レバー
３２は、シュータ（図１の符号２１）方向を変更すると
きに操作するレバーであり、オーガハウジング姿勢調節
レバー３３はオーガハウジング（図１の符号２２）の姿
勢を変更するときに操作するレバーである。その他の部
材の作用は、図４で説明する。 【００１９】図３は図２の３矢視図であり、左旋回操作
レバー３７Ｌを握ることにより、ポテンショメータ３９
Ｌのアーム３９ａの角度を想像線の位置まで回転するこ
とができる。ポテンショメータ３９Ｌはアーム３９ａの
回転位置に応じた電気情報を発する機器である。 【００２０】また、走行準備レバー３８はスイッチ手段
４２に作用する部材であり、スプリング４１の引き作用
により、図の状態（フリー状態）になればスイッチ手段
４２はオンになる。作業者の左手で走行準備レバー３８
を図時計回りに下げれば、スイッチ手段４２はオフとな
る。このように、走行準備レバー３８が握られているか
否かはスイッチ手段４２で検出することができる。 【００２１】図４は本発明に係る除雪機の制御系統図で
あり、操作盤に内蔵若しくは付設した制御部４４内の機
器及び情報伝達経路を示すが、概ね四角は機器、丸はド
ライバーを示す。そして、想像線枠で囲ったエンジン１
２、電磁クラッチ１８、ブロア１４及びオーガ１３が作
業部系４５であり、その他は走行系となる。４３はバッ
テリである。なお、制御部４４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。 【００２２】先ず、作業部系の作動を説明する。メイン
スイッチ２８にキーを差込み、回してスタートポジショ
ンにすることにより、図示せぬセルモータの回転により
エンジン１２を始動させる。エンジンスロットルレバー
３５は図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ４
８に繋がっているので、エンジンスロットルレバー３５
を操作することでスロットルバルブ４８の開度を制御す
ることができる。これにより、エンジン１２の回転数を
制御することができる。 【００２３】走行準備レバー３８を握ると共に、クラッ
チ操作ボタン３１を操作することにより、作業者の意志
で電磁クラッチ１８を接続し、ブロア１４及びオーガ１
３を回すことができる。なお、走行準備レバー３８をフ
リーにするかクラッチ操作ボタン３１を操作するかの何
れかにより、電磁クラッチ１８を断状態にすることがで
きる。 【００２４】次に走行系の作動を説明をする。本発明の
除雪機は、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５１Ｌ，５１Ｒを備
えており、これらの電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは、駐
車中は制御部４４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５１Ｌ，５１Ｒを開放
する。 【００２５】メインスイッチ２８がスタートポジション
にあること及び走行準備レバー３８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３４を前進又
は後進（図５で説明する。）に切換えると、電磁ブレー
キ５１Ｌ，５１Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。 【００２６】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３４は、作業者の手
で、矢印，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、Ｈ
ｆ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３４と名付けた。 【００２７】図４に戻って、方向速度レバー３４の位置
情報をポテンショメータ４９から得た制御部４４は、左
右のモータドライバー５２Ｌ，５２Ｒを介して左右の走
行モータ２５Ｌ，２５Ｒを回し、走行モータ２５Ｌ，２
５Ｒの回転速度を回転センサ５３Ｌ，５３Ｒで検出し
て、その信号に基づいて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２３Ｌ，２３Ｒが所望の方向に、所定の速度で回り、
走行状態となる。 【００２８】走行中の制動は次の手順で行う。本発明で
はモータドライバー５２Ｌ，５２Ｒに回生ブレーキ回路
５４Ｌ，５４Ｒを含む。 【００２９】一般論としてバッテリから電動モータへ電
気エネルギーを供給することで、電動モータは回転す
る。一方、発電機は回転を電気エネルギーに変換する手
段である。そこで、本発明では電気的切換えにより、走
行モータ２５Ｌ，２５Ｒを発電機に変え、発電させるよ
うにした。発電電圧がバッテリ電圧より高ければ、電気
エネルギーはバッテリ４３へ蓄えることができる。これ
が回生ブレーキの作動原理である。 【００３０】左旋回操作レバー３７Ｌの握りの程度をポ
テンショメータ３９Ｌで検出し、この検出信号に応じて
制御部４４は左の回生ブレーキ回路５４Ｌを作動させ
て、左の走行モータ２５Ｌの速度を下げる。右旋回操作
レバー３７Ｒの握りの程度をポテンショメータ３９Ｒで
検出し、この検出信号に応じて制御部４４は右の回生ブ
レーキ回路５４Ｒを作動させて、右の走行モータ２５Ｒ
の速度を下げる。すなわち、左旋回操作レバー３７Ｌを
握ることで左旋回させることができ、右旋回操作レバー
３７Ｒを握ることで右旋回させることができる。 【００３１】そして、次の何れかにより走行を停止する
ことができる。方向速度レバー３４を中立位置に戻す。
走行準備レバー３８を離す。メインスイッチ２８をオフ
位置に戻す。 【００３２】停止後にメインスイッチ２８をオフ位置に
戻せば、電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒ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。 【００３３】次に、上記図４に示す制御部４４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１０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２８をオンにしたときに開始する。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。 【００３４】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）である。 ＳＴ０１；方向速度レバーの操作方向並びに操作量Ｏｐ
を読み込む。方向速度レバーのポジションにより定ま
る。 ＳＴ０２；方向速度レバーの操作方向が「前進」側であ
るか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ０３に進み前進モードで
左右の電動モータ（走行モータ）を前進走行制御し、Ｎ
ＯでＳＴ１２に進む。 【００３５】ＳＴ０３；方向速度レバーの操作量Ｏｐか
ら前進する走行部の目標速度Ｓｏを算出する。目標速度
Ｓｏは例えば電動モータの目標モータ回転数である。 ＳＴ０４；走行部の実走行速度Ｓｒを計測する。実走行
速度Ｓｒは、例えば図４の回転センサ５３Ｌ，５３Ｒで
現実のモータ回転数を計測すればよい。 ＳＴ０５；実走行速度Ｓｒが予め設定された上限しきい
値ＳＨより小さいか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０６に
進み、ＮＯなら実走行速度Ｓｒが過大であるとしてＳＴ
１０に進む。 【００３６】ＳＴ０６；目標速度Ｓｏと実走行速度Ｓｒ
とを比較する。実走行速度Ｓｒが目標速度Ｓｏより小さ
ければ、速度不足であると判断してＳＴ０７に進む。実
走行速度Ｓｒが目標速度Ｓｏと等しければ、状態を変え
る必要が無いと判断してＳＴ０８に進む。実走行速度Ｓ
ｒが目標速度Ｓｏより大きければ、速度超過であると判
断してＳＴ０９に進む。 【００３７】ＳＴ０７；速度不足を是正すべく、加速モ
ードで電動モータの加速制御を施してＳＴ１３に進む。 ＳＴ０８；状態を変える必要が無いので、電動モータの
実回転数を維持してＳＴ１３に進む。 ＳＴ０９；速度超過を是正すべく減速モードで電動モー
タの減速制御を施してＳＴ１３に進む。 【００３８】ＳＴ１０；実走行速度Ｓｒと上限しきい値
ＳＨとの速度差ΔＳを算出することで、実走行速度Ｓｒ
の過大分を求める。 ＳＴ１１；速度差ΔＳ分だけ電動モータを減速させ、上
限しきい値ＳＨに戻してＳＴ１３に進む。 ＳＴ１２；所定の後進モードで電動モータを後進走行制
御する。なお、このＳＴ１２の制御については、上記Ｓ
Ｔ０３〜ＳＴ１１の前進走行制御と実質的に同じ制御ス
テップであり、前進制御の代りに後進制御を実行するも
のである。 ＳＴ１３；この図６に示す制御を停止するか否かを判定
し、ＹＥＳであれば制御を停止し、ＮＯであればＳＴ０
１に戻る。例えば、メインスイッチ２８をオフにしたと
きに停止する。 【００３９】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ＳＴ０７
に示す加速モード制御を具体的に実行するためのサブル
ーチンを示す。 【００４０】ＳＴ１０１；実走行速度Ｓｒを予め設定さ
れた速度しきい値（高速しきい値ＳＨ、中速しきい値Ｓ
Ｍ、低速しきい値ＳＬ、微速しきい値ＳＮ）と比較す
る。各速度しきい値については、「ＳＨ＞ＳＭ＞ＳＬ＞
ＳＮ」の関係にある。例えば、高速しきい値ＳＨ＝４．
０ｋｍ／ｈ、中速しきい値ＳＭ＝３．０ｋｍ／ｈ、低速
しきい値ＳＬ＝１．５ｋｍ／ｈ、微速しきい値ＳＮ＝
０．５ｋｍ／ｈである。 【００４１】実走行速度Ｓｒが高速しきい値ＳＨ以下で
中速しきい値ＳＭを越えているなら、実走行速度Ｓｒが
高速域にあるとしてＳＴ１０２に進む。実走行速度Ｓｒ
が中速しきい値ＳＭ以下で低速しきい値ＳＬを越えてい
るなら、実走行速度Ｓｒが中速域にあるとしてＳＴ１０
３に進む。実走行速度Ｓｒが低速しきい値ＳＬ以下で微
速しきい値ＳＮを越えているなら、実走行速度Ｓｒが低
速域にあるとしてＳＴ１０４に進む。実走行速度Ｓｒが
微速しきい値ＳＮＬ以下なら、実走行速度Ｓｒが微速域
にあるとしてＳＴ１０５に進む。 【００４２】ＳＴ１０２；電動モータを加速制御すると
きに必要な加速度α０（必要加速度α０）を第１基準加
速度α１とする。第１基準加速度α１は例えば０．８ｍ
／ｓ ²である。 ＳＴ１０３；必要加速度α０を第２基準加速度α２とす
る。第２基準加速度α２は第１基準加速度α１よりも大
きい値であり、例えば０．９ｍ／ｓ²である。 ＳＴ１０４；必要加速度α０を第３基準加速度α３とす
る。第３基準加速度α３は第２基準加速度α２よりも大
きい値であり、例えば１．０ｍ／ｓ²である。 ＳＴ１０５；必要加速度α０を第４基準加速度α４とす
る。第４基準加速度α４は第３基準加速度α３よりも大
きい値であり、例えば１．４ｍ／ｓ²である。以上の説
明から明らかなように、上記ＳＴ１０１〜ＳＴ１０５
は、走行部の実走行速度Ｓｒの大きさに応じて必要加速
度α０を定めるステップである。 【００４３】ＳＴ１０６；エンジンの回転数Ｎｏを計測
する。図示せぬ回転センサで計測すればよい。 ＳＴ１０７；エンジンの回転数Ｎｏに基づき補正係数Ｄ
ｅを求める。具体的には、図８に示すマップにて求め
る。 【００４４】図８は本発明に係る補正係数マップであ
り、横軸をエンジンの回転数Ｎｏ（ｒｐｍ）とし縦軸を
補正係数Ｄｅとして、エンジンの回転数Ｎｏに対応する
補正係数Ｄｅを得るものである。このマップによれば、
補正係数Ｄｅは、エンジンの回転数Ｎｏが大きいほど１
に近く、回転数Ｎｏが小さいほど０に近い値であること
が判る。より具体的には、補正係数Ｄｅは、エンジンの
回転数Ｎｏが常用下限値２２００ｒｐｍ未満であるとき
には０．５であり、回転数Ｎｏが常用上限値２８００ｒ
ｐｍを越えるときには１．０であり、回転数Ｎｏが常用
域２２００〜２８００ｒｐｍであるときには回転数Ｎｏ
に比例する一次直線で表される値である。このマップに
よって、そのときのエンジンの回転数Ｎｏに対応する補
正係数Ｄｅを求めることができる。 【００４５】図７に戻って説明を続ける。以上の説明か
ら明らかなように、上記ＳＴ１０７は、エンジンの回転
数Ｎｏが大きいほど１に近く回転数Ｎｏが小さいほど０
に近い補正係数Ｄｅからそのときのエンジンの回転数Ｎ
ｏに対応する補正係数Ｄｅを求めるステップである。 【００４６】ＳＴ１０８；補正係数Ｄｅを必要加速度α
０に乗じて補正し、これを新たな必要加速度α０とす
る。このようにＳＴ１０８は、補正係数Ｄｅを必要加速
度α０に乗じるステップである。 ＳＴ１０９；補正した必要加速度α０にて電動モータの
回転を加速制御して、図６のＳＴ０７にリターンする。
このようにＳＴ１０９は、補正した必要加速度α０にて
電動モータの回転を制御するステップである。 【００４７】図９は本発明に係る補正した必要加速度マ
ップであり、上記図７のＳＴ０１〜ＳＴ１０８にて実行
するエンジンの回転数Ｎｏ（ｒｐｍ）と実走行速度Ｓｒ
（ｋｍ／ｈ）と必要加速度α０（ｍ／ｓ²）との関係を
まとめて表したものである。このマップによれば、エン
ジンの回転数Ｎｏが大きいときには、走行部の実走行速
度Ｓｒの大きさに応じて定めた必要加速度α０に近い値
で、電動モータの回転を加速できることが判る。また、
エンジンの回転数Ｎｏが小さいときには、補正された小
さい必要加速度α０で、電動モータの回転を加速するこ
とができることが判る。従って、エンジンの回転数Ｎｏ
に応じた最適な必要加速度α０で、電動モータの回転を
加速できる。 【００４８】本発明を整理すれば、図１に示す機体１１
の左右に各々走行モータとしての電動モータ２５Ｌ，２
５Ｒを備え、これらの電動モータ２５Ｌ，２５Ｒで左右
の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒ（走行部）を各々駆動する作業
機としての除雪機１０において、この除雪機１０は、駆
動輪２３Ｌ，２３Ｒの目標走行速度に対する駆動輪２３
Ｌ，２３Ｒの実走行速度の比較に基づいて電動モータ２
５Ｌ，２５Ｒの回転を制御する制御部（図４の符号４
４）を備える。 【００４９】この制御部４４は、駆動輪２３Ｌ，２３Ｒ
の実走行速度の大きさに応じて必要加速度を定めるステ
ップ（図７のＳＴ１０１〜ＳＴ１０５）と、エンジン１
２の回転数が大きいほど１に近く回転数が小さいほど０
に近い補正係数からそのときのエンジン１２の回転数に
対応する補正係数を求めるステップ（図７のＳＴ１０
７）と、この補正係数を必要加速度に乗じるステップ
（図７のＳＴ１０８）と、この補正した必要加速度にて
電動モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転を制御するステップ
（図７の１０９）と、を備えたことを特徴とする。 【００５０】エンジン１２が低速回転中に電動モータ２
５Ｌ，２５Ｒを急加速させた場合であっても、電動モー
タ２５Ｌ，２５Ｒの加速度がエンジン１２の回転数に応
じた最適な値に抑制されるので、発電機１７（交流発電
機）による発電量も抑制される。この結果、エンジン１
２の負担を軽減することができる。エンジン１２への急
激な負担増加を抑制しつつ、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒ
を必要加速度で加速することができる。エンジン１２へ
の急激な負担増加を抑制することで、エンジン１２の回
転数の低下を防止することができ、この結果、作業部
（オーガ１３及びブロア１４）の作業効率を高めること
ができる。 【００５１】図１０は本発明に係る制御部の制御フロー
チャート（その３）であり、上記図６のステップＳＴ０
９に示す減速モード制御を具体的に実行するためのサブ
ルーチンを示す。なお、この図１０のサブルーチンは、
上記図７に示す加速モードで電動モータの加速制御する
サブルーチンと基本的に同じ内容であり、加速度α０を
減速度β０に入れ替えただけのものである。以下に概要
を説明する。 【００５２】ＳＴ２０１；実走行速度Ｓｒを予め設定さ
れた高速しきい値ＳＨ、中速しきい値ＳＭ、低速しきい
値ＳＬ、微速しきい値ＳＮと比較し、Ｓｒ≧Ｓｒ＞ＳＭ
ならＳＴ２０２に進み、ＳＭ≧Ｓｒ＞ＳＬならＳＴ２０
３に進み、ＳＬ≧Ｓｒ＞ＳＮならＳＴ２０４に進み、Ｓ
Ｎ≧ＳｒならＳＴ２０５に進む。 ＳＴ２０２；電動モータを減速制御するときに必要な減
速度β０（必要減速度β０）を第１基準減速度β１とす
る。 ＳＴ２０３；必要減速度β０を第２基準減速度β２とす
る。β１＞β２。 ＳＴ２０４；必要減速度β０を第３基準減速度β３とす
る。β２＞β３。 ＳＴ２０５；必要減速度β０を第４基準減速度β４とす
る。β３＞β４。 【００５３】ＳＴ２０６；エンジンの回転数Ｎｏを計測
する。 ＳＴ２０７；図８に示すマップにて、エンジンの回転数
Ｎｏに基づき補正係数Ｄｅを求める。上記図７のＳＴ１
０７と同じ。 ＳＴ２０８；補正係数Ｄｅを必要減速度β０に乗じて補
正し、これを新たな必要減速度β０とする。 ＳＴ２０９；補正した必要減速度β０にて電動モータの
回転を減速制御して、図６のＳＴ０９にリターンする。 【００５４】以上の説明から明らかなように、上記ＳＴ
２０１〜ＳＴ２０５は、走行部の実走行速度Ｓｒの大き
さに応じて必要減速度β０を定めるステップである。Ｓ
Ｔ２０８は、補正係数Ｄｅを必要減速度β０に乗じるス
テップである。ＳＴ２０９は、補正した必要減速度β０
にて電動モータの回転を制御するステップである。 【００５５】ここで、必要減速度β０で電動モータを減
速制御することについて、整理して説明する。一般に、
エンジンの回転数が小さいときに電動モータの減速度が
過大であっても、これによって直接的にエンジンの負担
が増すことはない。しかし、減速度が過大であると、電
動モータの回生ブレーキ作用によって発生する起電圧
（発電電圧）は大きい。バッテリに過大な起電圧が加わ
ることは、バッテリ並びに電気部品にとって好ましくな
いので、何等かの対策が必要になる。さらには、回生ブ
レーキ作用によって発生する起電圧が過大であると、こ
の起電圧で発電機のロータが現状よりも高速で回ろうと
することが考えられる。その場合には、発電機でエンジ
ンの出力軸を回そうとするので、エンジンの作動にとっ
て好ましいことではない。 【００５６】これに対して本発明は、補正係数Ｄｅを必
要減速度β０に乗じることで、補正された必要減速度β
０にて電動モータを減速制御するようにした。必要減速
度β０については、上記図９に示す必要加速度α０と同
様に、実走行速度Ｓｒが大きいほど小さくなるととも
に、エンジンの回転数が小さいほど小さくなるように設
定することができる。必要減速度β０が小さければ、電
動モータの回生ブレーキ作用によって発生する起電圧も
小さくなる。このようにすることで、バッテリ並びに電
気部品の負担を軽減するとともに、エンジンの作動にと
ってより好ましい、最適な必要減速度β０で電動モータ
を減速制御することができる。 【００５７】なお、本発明を適用する作業機は除雪機１
０に限るものではなく、芝刈機など種類は任意である。
芝刈機とした場合の作業部は、エンジンにより駆動する
芝刈用カッタである。また上記本発明の実施の形態にお
いて、制御部４４は、走行部の目標走行速度に対する走
行部の実走行速度の比較に基づいて電動モータの回転を
制御する機能を備えるとともに、必要加速度を定めるス
テップＳＴ１０１〜ＳＴ１０５、エンジンの回転数に対
応する補正係数を求めるステップＳＴ１０７、補正係数
を必要加速度に乗じるステップＳＴ１０８、及び、補正
した必要加速度にて電動モータの回転を制御するステッ
プＳＴ１０９、に各々相当する機能を備えた構成であれ
ばよい。 【００５８】 【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、走行部の実走行速度の大きさに応じ
て必要加速度を定め、また、エンジンの回転数に対応す
る補正係数を求め、この補正係数を必要加速度に乗じて
補正し、この補正した必要加速度にて電動モータの回転
を制御することにした。補正係数は、エンジンの回転数
が大きいほど１に近く回転数が小さいほど０に近い値で
ある。このようにすることで、エンジンの回転数が大き
いときには、走行部の実走行速度の大きさに応じて定め
た必要加速度に近い値で、電動モータの回転を加速する
ことができる。また、エンジンの回転数が小さいときに
は、補正された小さい必要加速度で、電動モータの回転
を加速することができる。従って、エンジンの回転数に
応じた最適な加速度で電動モータの回転を制御すること
ができる。 【００５９】エンジンが低速回転中に電動モータを急加
速させた場合であっても、電動モータの加速度がエンジ
ンの回転数に応じた最適な値に抑制されるので、発電機
による発電量も抑制される。この結果、エンジンの負担
を軽減することができる。エンジンへの急激な負担増加
を抑制しつつ、電動モータを必要加速度で加速すること
ができる。エンジンへの急激な負担増加を抑制すること
で、エンジンの回転数の低下を防止することができ、こ
の結果、作業部の作業効率を高めることができる。しか
も、エンジンへの急激な負担増加を抑制することで、エ
ンジンからの排気を円滑に排出する排気性能の向上、異
常燃焼に伴うノッキング等による騒音の低減、燃費の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る除雪機の平面図 【図２】図１の２矢視図 【図３】図２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】本発明に係る制御部の制御フローチャート（そ
の１） 【図７】本発明に係る制御部の制御フローチャート（そ
の２） 【図８】本発明に係る補正係数マップ 【図９】本発明に係る補正した必要加速度マップ 【図１０】本発明に係る制御部の制御フローチャート
（その３） 【符号の説明】 １０…作業機（除雪機）、１１…機体、１２…エンジ
ン、１３，１４…作業部（除雪用オーガ並びにブロ
ア）、１７…発電機、２３Ｌ，２３Ｒ…走行部（走行
輪）、２５Ｌ，２５Ｒ…電動モータ（走行モータ）、４
３…バッテリ、４４…制御部、Ｄｅ…補正係数、Ｎｏ…
エンジンの回転数、Ｓｏ…走行部の目標走行速度、Ｓｒ
…走行部の実走行速度、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０５…必要
加速度を定めるステップ、ＳＴ１０７…エンジンの回転
数に対応する補正係数を求めるステップ、ＳＴ１０８…
補正係数を必要加速度に乗じるステップ、ＳＴ１０９…
補正した必要加速度にて電動モータの回転を制御するス
テップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−292501（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 11/12 B60K 6/04 F02D 29/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 エンジンにより駆動する除雪用オーガ等
   の作業部と、前記エンジンにより駆動する発電機と、こ
   の発電機により充電するバッテリと、これら発電機並び
   にバッテリを電源とする電動モータと、この電動モータ
   により駆動する走行輪等の走行部と、この走行部の目標
   走行速度に対する走行部の実走行速度の比較に基づいて
   前記電動モータの回転を制御する制御部と、を備える作
   業機において、 前記制御部は、前記走行部の実走行速度の大きさに応じ
   て必要加速度を定めるステップと、前記エンジンの回転
   数が大きいほど１に近く回転数が小さいほど０に近い補
   正係数からそのときの前記エンジンの回転数に対応する
   補正係数を求めるステップと、この補正係数を前記必要
   加速度に乗じるステップと、この補正した必要加速度に
   て前記電動モータの回転を制御するステップと、を備え
   たことを特徴とする作業機。