(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（４１）で駆動される送風ブロア（４０）を含む、各別に稼動可能な複数種の電装品（３３）と、それらの電装品（３３）で消費される電力を供給するための発電機構（３０）とを備え、
走行機体に搭載されたエンジン（３）の回転数を検出するエンジン回転数検出器（３４）と前記送風ブロア（４０）の稼動状態の有無を検出する稼動検出器（３５）を設けるとともに、前記エンジン回転数検出器（３４）の検出結果に基づいて発電量を演算する発電量演算手段（６１）と発電された電力で駆動される前記送風ブロア（４０）の電力消費量を演算する電力消費量演算手段（６２）を設け、
前記稼動検出器（３５）による検出により前記送風ブロア（４０）が稼動状態であることが判別されると、前記電力消費量演算手段（６２）の演算による送風ブロア（４０）の電力消費量と前記発電演算手段（６１）の演算による発電量とを比較して、電力消費量と発電量との相関が予め設定された所定の需給関係にあるか否かを判断するとともに、所定の需給関係から外れた状態であることの判断結果に基づいて警報を出すようにした作業用走行車両の充電警報システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの駆動力で発電を行う発電機構と、この発電機構からの電力で充電されるバッテリーと、そのバッテリーからの出力で駆動される電装品を備えた場合の充電警報システム、及び、発電機構で充電されるバッテリーからの出力で駆動される電装品を備えた湿田作業機等の作業用走行車両の充電警報システムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の充電警報システムは、例えば、この充電警報システムを、苗植付作業と同時に肥料や薬剤の散布を行う装置を備えた湿田作業機に実用化されている。
この従来の充電警報システムでは、走行機体に搭載されたエンジンの駆動力で発電される発電機構、及び、その発電機構からの電力で充電されるバッテリーを備え、そのバッテリーからの出力で肥料や薬剤の散布を行う送風ブロアを駆動し、前記バッテリーからの出力電圧が所定以下に低下すると、送風ブロアの駆動を停止して警報を鳴らすようにしたものが知られている（例えば、特開平１０−２９０６１２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術において、発電機構により充電されているバッテリーからの出力電圧が低下したことにともなって送風ブロアの駆動を停止しているのは、この送風ブロアが、湿田作業機に備えられる各種電装品のうちでも特に消費電力の大きいもの（２０アンぺア以上）であり、そのまま送風ブロアの駆動を停止しないで作業を続けていると、バッテリーの過放電で出力電圧が低くなり過ぎ、機体停止状態からのセルモータでのエンジン始動が行えなくなる可能性が高いからである。
ところが、このような送風ブロアでの送風停止が、苗植付作業の途中で生じると、それ以後の苗植付と同時の施肥作業が行えなくなってしまい、折角の苗植付と施肥の同時作業の機会が失われ、苗植付作業の終了後に未施肥箇所に対する手撒きでの肥料散布を行う手間や、植付直後の圃場内を歩行することによる苗姿勢の乱れを招いてしまう不都合がある。
送風ブロアの停止に伴って、その位置で苗植付作業も停止し、送風ブロアの駆動を停止したままエンジンのみをしばらく駆動して、バッテリーの出力電圧がある程度回復するのを待ってから苗植付作業と施肥作業との同時作業を再開することも不可能とは言えないが、長時間にわたる作業中断を行うことは、限られた作業予定時間の制約もあって現実には困難である。また、施肥量や薬剤散布量は、送風ブロアの駆動状態と密接な関係があり、送風ブロアの停止時や始動時には、散布領域内での部分的な粗密が生じ易く、その部位で散布ムラによる生育不良や過剰施肥による苗枯れが生じる可能性もあって好ましくない。
また、上述のように、バッテリーの出力電圧を基準にして送風ブロアの送風停止の是非を判断するものでは、バッテリーの劣化度合いによってその判断に不具合が生じる可能性もある。つまり、バッテリーの出力電圧が送風ブロアの駆動に伴って始めから基準電圧を下回るほどに低下していると、実際には送風ブロアでの電力消費量がエンジンでの発電量よりも少なく作業中に電圧は回復してくると考えられる場合でも、出力電圧が低いことの判断から警報がでてしまうおそれがある。
さらに、このようにバッテリーの出力電圧で判断するものでは、バッテリーの出力電圧が基準値以上でも、電装品による電力消費量が発電量を上回っているような場合には、出力電圧が基準値よりも低下しなければ警報がでないので、リアルタイムに出力電圧を計測し続ける必要があり、そのための制御システムが必要となる。
【０００４】
本発明は、電力消費量と発電量との相関が、予め設定した需給関係との比較でどのように推移するかを予測できるようにして、特別な常時監視システムを要することなく、作業途中でバッテリーが過放電状態に陥ることを未然に回避できるようにすることをその目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段は下記のとおりである。
〔請求項１にかかる発明〕
請求項１にかかる発明では、作業用走行車両の充電警報システムとして、送風ブロアを含む、各別に稼動可能な複数種の電装品と、それらの電装品で消費される電力を供給するための発電機構とを備え、走行機体に搭載されたエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と前記送風ブロアの稼動状態の有無を検出する稼動検出器を設けるとともに、前記エンジン回転数検出器の検出結果に基づいて発電量を演算する発電量演算手段と発電された電力で駆動される前記送風ブロアの電力消費量を演算する電力消費量演算手段を設け、前記稼動検出器による検出により前記送風ブロアが稼動状態であることが判別されると、前記電力消費量演算手段の演算による送風ブロアの電力消費量と前記発電演算手段の演算による発電量とを比較して、電力消費量と発電量との相関が予め設定された所定の需給関係にあるか否かを判断するとともに、所定の需給関係から外れた状態であることの判断結果に基づいて警報を出すようにした構成を採用したものである。
【０００６】
上記の構成を採用したことにより、送風ブロアで消費される電力の消費量と、発電機構による発電量との相関が、予め設定されている所定の需給関係との比較結果に基づいて判断されるので、所定の需給関係から外れた状態のままで作業が続行されるような、バッテリーが過放電状態となる事態が発生する前に警報し、作業者の注意を喚起することができる。
また、稼動状態にある消費電力が格段に多い送風ブロアの電力消費量に基づく比較を行うものであるから、例えば、稼動状態であるか否かにかかわらず全部の電装品を使用した場合に想定される電力消費量に基づいて比較を行う場合に比べて、より適切かつ正確な比較判断を行うことが可能となる。
【０００７】
さらにまた、バッテリーの充電電圧を監視し続けるのではなく、発電量と電力消費量とから、その後のバッテリーの蓄電状態の変化を予測し、警報を発することができるものであるから、バッテリーの蓄電状態に大きな変化が生じない程度の需給バランスを保った作業を行うことが可能である。
【０００８】
上記の構成を採用したことにより、作業用走行車両の電装品のうちでも格段に電力消費量の多い送風ブロアで消費される電力の消費量と、エンジン回転数に基づく発電量との相関が、予め設定されている所定の需給関係と比較判断されることになる。
したがって、多数の電装品の夫々の稼働状態の有無を判断しながら電力消費量を推測する場合に比べて、構成の簡素化を図り得るものである。
そして、作業用走行車両における送風ブロアの電力消費量は、電装品全体の電力消費量との比較でもその占める割合が相当大きいものであるから、この送風ブロアの電力消費量を基準にして或る程度検出誤差範囲を広くしておくことで、電力消費量の検出構成が簡素である割に比較的高精度での判断が行われることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔湿田作業機の構成〕
図１に、本発明の充電警報システムを備えた湿田作業機の一例である乗用田植機を示す。この乗用田植機は、左右一対の前輪１及び左右一対の後輪２、左右一対の補助後輪２ａで支持された機体の前部に、エンジン３及びミッションケース４を備えて、機体の中央部に運転部５を形成し、機体の後部に四連リンク式のリンク機構６を油圧シリンダ１４により昇降駆動自在に連結して、リンク機構６に苗植付装置７を備えて構成されている。
【００１０】
図１に示すように、苗植付装置７は８条植型式に構成されており、周知の植付伝動ケース８の左右両側に回転駆動自在に支持された回転ケース９、回転ケース９の両端に備えられた一対の植付アーム１０、及び接地フロート１１を備え、左右に往復横送り駆動される苗のせ台１３の下部から、回転ケース９両端の植付アーム１０が交互に苗を取り出して田面に植え付けるように構成されている。
尚、上記の苗植付装置７は、図示はしないが周知の二つ折り機構により、苗のせ台１３の左右中央部を中心に両端側を後方に位置させた二つ折り姿勢に姿勢変更自在に構成されている。
【００１１】
次に、機体及び苗植付装置７に亘って取り付けられる施肥装置２０の構造について説明する。
図１及び図２に示すように、右及び左の機体フレーム１５の後部に正面視逆Ｕ字状の支持フレーム１６が固定され、機体左右方向に沿った横長支持フレーム１７が支持フレーム１６に固定されている。２条に対応した繰り出し部２１と、１条に対応した繰り出し部２１とが組み合わせられて、前記横長支持フレーム１７に取り付けられ、透明樹脂製で肥料を貯留するホッパー２２が繰り出し部２１に亘り取り付けられて、ホッパー２２及び繰り出し部２１が機体の後部で運転座席１２の後側に配置されている。
【００１２】
図１，２に示すように、各繰り出し部２１の下部に漏斗部２３が取り付けられており、その漏斗部２３に可撓性のホース５０の繰り出し部側部分５０ａが接続されている。
前記苗植付装置７側には、植付アーム１０によって植え付けられた苗（植付条）の横側に、溝を形成しながら肥料を田面に送り込んでいく作溝器５１が、植付条の各々に対応して８個用意され、夫々が接地フロート１１に取り付けられている。また、この作溝器５１と前記可撓性のホース５０の作溝器側部分５０ｂとが接続されている。
【００１３】
図２に示すように、繰り出し部２１の各々に繰り出しロール（図示せず）が内装されており、繰り出しロールを駆動する１本の駆動軸２４が繰り出し部２１に亘って回転自在に支持されている。図１及び図２に示すように、ミッションケース４から後輪２に動力を伝達する伝動軸１８に、動力を取り出す伝動ケース１９が外嵌されており、取り出された動力により回転駆動されるクランクアーム１９ａが伝動ケース１９に備えられている。駆動軸２４にワンウェイクラッチ２５が外嵌され、クランクアーム１９ａとワンウェイクラッチ２５とに亘って、連係ロッド２６が接続されている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、横長支持フレーム１７の端部にブロア４０及びブロア４０を駆動するモータ４１が支持されて、ブロア４０から横長支持フレーム１７に沿って１本のパイプ４２が延出されている。漏斗部２３においてホース５０（繰り出し部側部分５０ａ）が接続される部分とは反対側に送風口（図示せず）が形成されて、漏斗部２３の送風口がパイプ４２に挿入されている。
【００１５】
以上の構造により、苗植付装置７の作業状態において、苗のせ台１３が左右に往復横送り駆動されるのに伴って、回転ケース９が回転駆動され、苗のせ台１３の下部から植付アーム１０が交互に苗を取り出して田面に植え付ける。これと同時にクランクアーム１９ａの回転運動による連係ロッド２６の往復運動が、ワンウェイクラッチ２５により回転運動に変換されて、駆動軸２４が間欠的に回転駆動される。これにより、繰り出し部２１において繰り出しロールが間欠的に回転駆動され、ホッパー２２の肥料が繰り出しロールから漏斗部２３に所定量ずつ繰り出される。ブロア４０からの高圧の風がパイプ４２及び漏斗部２３を通ってホース５０に供給されており、高圧の風により肥料がホース５０を通って作溝器５１に供給され、作溝器５１により田面に形成された溝に肥料が送り込まれる。
【００１６】
〔充電警報システム〕
本発明の充電警報システムは次のように構成されている。
図３に示すように、走行機体に搭載されたエンジン３によって駆動されるオルタネータ３１を備え、このエンジン３とオルタネータ３１とで発電機構３０を構成し、その発電機構３０で充電されるバッテリー３２と、該バッテリー３２の出力で作動される電装品群３３とを備えている。
前記電装品群３３としては、図２に示す送風ブロア４０の他、セルモータ、前照灯、尾灯、苗残量センサー、及びその表示器、マーカー表示器などがある。
又、前記エンジン３には、回転数検出器３４が設けられ、前記電装品群３３に対しては、各電装品の稼動状態の有無を検出する稼動検出器３５が設けられている。
【００１７】
上記の回転数検出器３４及び稼働検出器３５は、マイクロコンピュータにより構成される警報制御装置６０の入力ポートに対して検出信号を入力するように接続されている。
この警報制御装置６０には、前記回転数検出器３４でのエンジン回転数の検出結果の積分値から所定時間内での発電量を演算するプログラムによって構成された発電量演算手段６１と、前記稼働検出器３５で稼動状態であることが検出された電装品の種別と、その稼動時間の実測値とから電力消費量を演算するプログラムで構成された電力消費量演算手段６２とが設けられている。
そして、運転部５に別途設けた操作スイッチ６３によるチェックルーチンスタート指令に基づいて、発電量演算手段６１と電力消費量演算手段６２とが起動する。また、運転部５には人為的に計測時間を設定変更可能なダイヤル操作式の計測時間設定器６４が設けてあり、この計測時間設定器６４で設定された時間内で、前記発電量演算手段６１によって算出された発電量と、電力消費量演算手段６２によって算出された電力消費量の総和とを比較し、前記電力消費量と発電量との相関が予め設定された所定の需給関係にあるか否かを判断するとともに、所定の需給関係から外れた状態であることの判断結果に基づいて、運転部５に設けてある標示ランプからなる警報器６５に対して警報信号を出力するように設定されている。
【００１８】
上記算出された電力消費量と発電量との相関に対して比較する所定の需給関係としては、前記電力消費量が発電量を上回る状態であるか否かを判別して、電力消費量が発電量を上回るときに警報を出すように構成する、あるいは、前記電力消費量が発電量を下回る状態であっても、その発電量との差が予め設定された所定範囲よりも小さい場合は警報を出すように構成する、もしくは電力消費量が発電量と同じか、上回る状態であっても、その差が予め設定された前記とは別の所定の値よりも小さい間は警報を出さず、所定の値を上回ったときに警報を出すように構成する等、各種の設定が可能である。
【００１９】
この電力消費量と発電量との相関に対して比較される所定の需給関係を設定する手段としては、予め警報制御装置６０の記憶部に一定値を記憶させて用いる、もしくは、ダイアル操作具や押しボタンなどの外部入力手段によって、その記憶された値を設定変更できるように構成した手段を採用するようにしても良い。
【００２０】
上記警報制御装置６０は、運転部５に設けられた自己診断用の操作スイッチ６３が操作されると、図４に示すように所定のチェックルーチンによる自己診断を開始する。
〔１〕  このルーチンでは、警報制御装置６０の記憶部に予め記憶されている各種設定値がスタート直後に呼び出され、イニシャルセットされる（ステップ１）。各種設定値とは、このルーチンで発電量や電力消費量を計測するためにエンジン回転数や稼動電装品の検出を続けるように予め設定した所定の計測時間、電力消費量と発電量との比率に対して比較される所定の需給比率の設定値、各種電装品の夫々の定格電力消費量等である。
〔２〕  次に、呼び出された計測時間に基づいてそのカウントを開始する（ステップ２）。
〔３〕  次に、エンジン３の回転数検出センサー３４からの入力信号を受けて、エンジン回転数を計測時間との対比のうえで検出する（ステップ３）。
〔４〕  次に、電装品群３３のうちの各電装品についてその稼動状態を判別し、何れの電装品が稼動状態にあるかを検出する（ステップ４）。
〔５〕  次に、検出された稼働状態の電装品が前回検出時に稼動状態であるとして検出された電装品と比較して変化しているか否かを判断する（ステップ５）。  前回には検出され今回は検出されていない電装品があると、その電装品については、検出時間終了と判断して稼動終了時間を記憶する。新たに検出された電装品があると、その電装品について新たに稼動開始時間を記憶する。ルーチンでの初回の検出では前回検出データが存在しないので、その場合は総ての稼動検出電装品が新たに検出された稼動電装品と判断され、夫々の稼動開始時間が記憶される（ステップ６）。
〔６〕  次に、ステップ２で開始された計測時間がタイムアップしたか否かを判断し、タイムアップするまでループする（ステップ７）。
〔７〕  次に、計測時間と対応させてステップ３で検出されたエンジン回転数の積分値に基づいて、計測時間内での発電量を算出する。これとともに、計測時間と対応させて稼動時間が個別に記憶されている電装品毎の電力消費量を算出し、その総和から計測時間内での電力消費量を算出する（ステップ８）。
〔８〕  次に、計測時間内での発電量に対する電力消費量の比率を算出し、これが予め設定されている需給比率と比べて、許容範囲内であるか否かを判断する（ステップ９）。
〔９〕  電力消費量と発電量との需給割合が許容範囲を越える場合には、警報を出し（ステップ１０）、許容範囲内であれば、このルーチンを終了する。
【００２１】
上記のようにチェックルーチンでの検出結果で、警報が出された場合には、エンジン回転数を制御するアクセルセットの設定を変更し、エンジン回転数をより高めるようにする、もしくは、特に稼動状態とする必要のない電装品の稼動を停止するなどして、バッテリーの上がりを未然に回避することができる。
【００２２】
〔発明の実施の別形態〕
[１]  肥料に代えて粉粒状の薬剤をホッパー２２に入れて、作溝器５１により田面に形成された溝に薬剤が送り込まれるように構成してもよい。肥料に代えて粉粒状の種籾をホッパー２２に入れて、苗植付装置７を停止させた状態で、作溝器５１により田面に形成された溝に種籾が送り込まれるようにして、乗用型田植機を乗用型直播機として使用してもよい。
また、散布対象条数も実施の形態で示した８条植え対応のものに限らず、６条植え、１０条植えなど各種のものに適用することができる。
[２]  チェックルーチンで検出する電装品群３３としては、稼動可能な電装品の全部を対象するものに限らず、その電装品のうちで特に消費量の多い、送風ブロア４０のみ、あるいは、セルモータや前照灯などの代表的なものだけを対象とするものであってもよい。
[３]  計測時間の設定は、実施の形態で示したように計測時間設定器６４で人為的に設定及び変更可能に構成するものに限らず、予め警報制御装置６０の記憶部に一定値（例えば１時間）をプログラム化することによって設定するように構成してもよい。この場合、計測精度を増すためには長い計測時間を設定してその計測時間内での平均的な値をとる方が有効であるが、実作業時間との関係などから、現実的には１時間程度の計測時間を設定すると、経験的にほぼ有効な結果を得られる。ただし、この設定値は、作業の種類や作業地の条件などに応じて、これよりも長く、あるいは短く設定することは自由である。
[４]  計測を開始するタイミングとしては、実施の形態で示した操作スイッチ６３による任意の時点とする他、エンジン３始動後、予め指定した電装品、例えば送風ブロア４０が稼動状態になった時点から計測を開始する、もしくは、エンジン３始動後、所定時間ごとに自動的に計測を開始するなどの適宜の構成を採用することができる。
[５]  警報器６５としては、実施の形態に示した標示ランプの点灯によるものに限らず、充電量標示モニターへの表示、警報ブザー、音声による警告、あるいはこれらの組合せなど、適宜のものを採用することができる。
また、警報器６５の標示ランプを、オルタネータの異常時に発生する異常警報を行う標示ランプと兼用することも可能であり、この場合は、一方の警報を連続点灯によって、他方の警報を点滅によって表示するなど、点灯方式を異ならせることによって区別できるようにすると良い。
[６]  本発明の充電警報システムは、実施の形態で示した湿田作業機に限らず、芝刈り機やトラクタ、あるいは、汎用の作業用走行車両などに適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の特徴によると、送風ブロアでの電力消費量の演算値とエンジン回転数に基づく発電量の演算値との相関が、予め設定されている所定の需給関係との比較結果に基づいて、所定の需給関係から外れた状態であるか否かが判断されるので、バッテリーが過放電状態となるような事態が発生する前に作業者に対して警報を発し注意を喚起することができる。したがって、電力消費量の多い送風ブロアを用いての肥料散布を同時進行する植付作業を行う場合、バッテリーの過放電によって作業不能の状態に陥る可能性の少ない状態で作業を行える利点がある。
また、複数の電装品のうち電力消費量の多い送風ブロアが稼動状態にあるときの該送風ブロアの電力消費量に基づく比較を行うものであるから、例えば、特定の電装品が稼動状態であるか否かにかかわらず全部の電装品を使用した場合に想定される電力消費量に基づいて比較を行う場合に比べて、より適切かつ正確な比較判断を行うことが可能となり、その結果、エンジン動力の無駄なく適正な駆動力で、バッテリーの過放電を招くおそれなく作業装置を駆動することができる利点がある。
さらにまた、バッテリーの充電電圧を監視し続けるのではなく、エンジン回転数に基づく発電量の演算値と送風ブロアの電力消費量の演算値との比較結果から蓄電状態の変化を予測し、警報を発することができるものであるから、特別な常時監視システムを必要としない。
【００２４】
また、作業用走行車両の電装品のうちで、他の電装品に比べて格段に電力消費量の多い送風ブロアで消費される電力の消費量の演算値と、エンジン回転数に基づく発電量の演算値との相関が、予め設定されている所定の需給関係と比較判断されるものであるから、多数の電装品の夫々の稼働状態の有無を判断しながら電力消費量を推測する場合に比べて、電装品の稼動状態検出についての構成の簡素化を図り得るものである。
そして、作業用走行車両における送風ブロアの電力消費量は、電装品全体の電力消費量との比較でもその占める割合が相当大きいものであるから、この送風ブロアの電力消費量を基準にして或る程度検出誤差範囲を広くしておくことで、電力消費量の検出構成が簡素である割に検出精度の高い判断が行われることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  乗用型田植機の全体側面図
【図２】  施肥装置部分を示す平面図
【図３】  充電システムを示すブロック図
【図４】  チェックルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
３        エンジン
５        運転部
２０      施肥装置
２１      繰り出し部
２２      ホッパー
３０      発電機構
３２      バッテリー
３３      電装品群
３４      エンジン回転数検出器
３５      稼働検出器
４０      送風ブロア
６０      警報制御装置
６１      発電量演算手段
６２      電力消費量演算手段
６５      警報器
【図１】
0003698651.tif 000002
【図２】
0003698651.tif 000003
【図３】
0003698651.tif 000004
【図４】
0003698651.tif 000005