JPH02289706A - ロータリ除雪車の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、ロークリ除雪車の速度制御装置に関するもの
である。

〈従来技術〉 口−ク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、才ベレー夕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
伴なう投雪シュ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か、除雪効率が低下してし
まう。

そこで、ローク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Ｈ　Ｓ　Ｔ　（Ｈ　ｙｄｒｏＳ　ｔａｔｉｃ　　
Ｔ　ｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の斜板角を調整すること
によっ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５８−１４６
６０８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）。

く発明か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
な問題点か生じる。

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、シュート（投雪
簡）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）によって変わる。投雪したい距離に
よっ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
アでの除雪量（ブロアで処理できる雪の量）が変わり、
その関係は Ｑｂ：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、シュートが詰まったり、シャービンが
切損したりする。

したがって、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っ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、車速か自動的に増
大する。そうすると、次に負荷が大きくなった時にその
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
雪シュートの詰まり等を防止して、効率の良い除雪を可
能とするロークリ除雪車の速度制御装置の提供を目的と
している。

く　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ｌと、該エンジンｌ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とを具えたロークリ除
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ＡＩと、１ｒｊ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ＡＩ、除雪レバー
位置検出器Ａ２、回転速度検出５Ａ４および除雪断面積
設定器ＩＯ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
マイクロコンピュータ１１とが設けられたものである。

条件（ａ）ＮＬ≦Ｎ≦Ｎｏでは、 θ一θ０−Ｋ（Ｎｏ−Ｎ） 同（ｂ）Ｎ＞Ｎ．　　　では、θ＝θ。

同（ｃ）　　Ｎ　＜　Ｎ　Ｌ　　では、θ一〇同（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ＩＯの設定値増大にほぼ反比例し
てθ。を減少させる。

ただし、 Ｋは定数、 Ｎｏは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Ｎ。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斜仮角θを一定に保つ
。

Ｎ．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Ｈ　ＳＴ斜板角θを
小さくする。

エンジン回転速度がＮＬを下回ったときはＨＳＴ斜板角
θを零に保つ。

走行レバー位置検出器Ａｌ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ュータＩ１に入力する。

一方、除雪断面積設定器ＩＯから除雪断面積の情報が入
力される。

マイクロコンピュータ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Ｎ。ＳＮＬ、θ。、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によって検出され、マイクロコン
ピュータ１１に人力される。マイクロコンピュータ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Ｈ　Ｓ　Ｔ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、Ｎｏ，ＮＬ，Ｑｏ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。

したがって、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。

く実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はロークリ除雪車の動力系統のブロック図である
。

エンジンＩの出力は分配機２によっ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、才ベレー夕が操作するレバー４によっ
て走行速度段の切換えかできる。

分配機２と走行用変速機３の間にはＨＳＴ５があり、そ
の可変容量ボンブの吐出量変更用斜板を動かす操作レバ
ー６によって、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によって除雪装置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
示すブロック図である。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（ロー夕とブロア）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
コンピュータ１ｌ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、ロークリ除雪車は、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Ｈ　Ｓ　Ｔ　５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ＡＩ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、而記エンジンｌ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Ａ
Ｉ、除雪レバ位置検出器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ＨＳ
Ｔ５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ュータ１ｌとが設けられて
なっている。

条件（ａ）ＮＬ≦Ｎ≦Ｎｏでは、θ一θ。−Ｋ（ＮｏＮ
） 同（ｂ）　　Ｎ　＞　Ｎ　ｏ　　　では、θ−０。

同（ｃ）　　Ｎ　＜　Ｎ　Ｌ　　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θ。を減少させる。ただし、Ｋは定数、Ｎｏ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ｌ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４．１
６９）から二速（減速比２．２７７）へ増大させるとき
には、θ。をｒｌＪからＩＯ．５４６Ｊの比率で減少さ
仕る。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ｌ．８１６）へ増大させると
きには、θ。を「ｌ」から［０．６４３ｊ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１７Ｈ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ャートである。

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最、
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
せによって変わる。

一方、動力配分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、高速で雪に突っ込むと除雪装置には
急激に大きな負荷がかかり、ブロア入口のシャーピンが
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、Ｎ．は投雪シュートの詰
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Ｎ。

よりも大きいときは、必要以上に高速にならないように
、Ｈ　Ｓ　Ｔ斜板角θを一定に保つ。Ｎ．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を下回ったときは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
って作動する二つのクラッチＣＩ，Ｃ２で行なわれる。

手動クラッチＣＩ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、自動クラッチＣ２は、制御装置に
よって制御される直流モータｌ３に接続される。

走行レバー位置検出器ＡＩ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ュータ１ｌに人力する０
−方、除雪断面積設定器ＩＯから除雪断面積の情報が入
力される。マイクロコンピュータ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Ｎ。，ＮＬ，θ。、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によって検出され、マイクロコン
ピュータ１１に入力される。マイクロコンピュータ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Ｈ　Ｓ　Ｔ斜板角θを算出し、サーボ増幅器１
２の目標値として出力する。サーボ増幅器１２は、マイ
クロコンビュタ１１から出力された目標値と、角度検出
器Ａ３によって検出されるＩ｛　Ｓ　Ｔ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。マイクロコンピュータ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Ｈ
ＳＴ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ュートの詰まりなどを防止で
き、かつ効率の良い除雪か可能となるので、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ンユートの
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ック図、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
ブロック図、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
略を示すフローチャ〜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、１０：除雪断面積設定器、１１：マ
イクロコンピュータ、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。 出　願　人　　東洋運搬機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ＨＳＴ（５）と、
   該ＨＳＴ（５）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
   に基づいて前記ＨＳＴ（５）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
   ピュータ（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≦Ｎ＿０では、 θ＝θ＿０−Ｋ（Ｎ＿０−Ｎ） 同（ｂ）Ｎ＞Ｎ＿０では、θ＝θ＿０ 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 θ＿０を減少させる。 ただし、 Ｋは定数、 Ｎ＿０は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。