JP3528966B2 - 作業機 - Google Patents
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Description
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。
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。
Claims (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。
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