(57)【要約】【課題】温度変化によるバッテリーの性能劣化の防止。【解決手段】機体に作業機を装着し、少なくともバッテリーに充電した電力で駆動する走行モータで走行するように構成したトラクター等の農業用作業車両において、収納体内に収納されたバッテリーをステップの下方に配置する。また、パイプでエンジンルームと収納体とを連結し、収納体内の温度を検出する温度センサを設け、バッテリーの性能が劣化し始める程度の温度まで低下したことを温度センサが検出すると、通気弁モータで通気弁を開いてエンジンルーム内の暖かい空気を収納体内に送るように構成したことを特徴とする農業用作業車両の構成とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に作業機（１１）を装着し、少なくともバッテリー（２９）に充電した電力で駆動する走行モータ（３７）で走行するように構成したトラクター等の農業用作業車両において、収納体（３０）内に収納されたバッテリー（２９）をステップ（１３）の下方に配置したことを特徴とする農業用作業車両。
【請求項２】
機体に構成するエンジンルーム（３２）内にエンジン（１５）を搭載し、通気弁（３４）を有するパイプ（３３）でエンジンルーム（３２）と前記収納体（３０）とを連結し、収納体（３０）内の温度を検出する温度センサ（３１）を設け、バッテリー（２９）の性能が劣化し始める程度の温度まで低下したことを温度センサ（３１）が検出すると、通気弁モータ（３４ａ）で通気弁（３４）を開いてエンジンルーム（３２）内の暖かい空気を収納体（３０）内に送るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農業用作業車両。
【請求項３】
通気弁（４２）を有し、外気に開放した外気取り入れ口（４０）を構成するパイプ（４１）を前記収納体（３０）に連結し、バッテリー（２９）の性能が劣化し始める程度の温度まで上昇したことを温度センサ（３１）が検出すると、通気弁モータ（４２ａ）で通気弁（４２）を開いて外気を収納体（３０）内に送るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農業用作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、農業用作業車両に関し、特にバッテリーに充電した電力で駆動する走行モータで走行する農業用作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリーに蓄電した電力で駆動する電動モータにより、乗用農作業機の走行系を駆動して走行する構成である（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の技術では、バッテリーの搭載位置が不明確であり、さらに、バッテリーの温度の変化によるバッテリーの性能劣化を抑制する技術が開示されていないので、蓄電能力が低下して走行の航続距離が短くなってしまう。また、航続距離を維持するためにエンジンで走行すると、燃費が悪くなる。
【０００５】
本発明の課題は、前述のような不具合を解消する農業用作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１記載の発明では、機体に作業機（１１）を装着し、少なくともバッテリー（２９）に充電した電力で駆動する走行モータ（３７）で走行するように構成したトラクター等の農業用作業車両において、収納体（３０）内に収納されたバッテリー（２９）をステップ（１３）の下方に配置したことを特徴とする農業用作業車両としたものである。
【０００７】
請求項１の作用は、バッテリー（２９）はステップ（１３）の下方に配置する。
請求項２記載の発明では、機体に構成するエンジンルーム（３２）内にエンジン（１５）を搭載し、通気弁（３４）を有するパイプ（３３）でエンジンルーム（３２）と前記収納体（３０）とを連結し、収納体（３０）内の温度を検出する温度センサ（３１）を設け、バッテリー（２９）の性能が劣化し始める程度の温度まで低下したことを温度センサ（３１）が検出すると、通気弁モータ（３４ａ）で通気弁（３４）を開いてエンジンルーム（３２）内の暖かい空気を収納体（３０）内に送るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農業用作業車両としたものである。
【０００８】
請求項２の作用は、バッテリー（２９）の性能が劣化し始める程度の温度まで低下したことを温度センサ（３１）が検出すると、通気弁モータ（３４ａ）で通気弁（３４）を開いてエンジンルーム（３２）内の暖かい空気を収納体（３０）内に送る。
【０００９】
請求項３記載の発明では、通気弁（４２）を有し、外気に開放した外気取り入れ口（４０）を構成するパイプ（４１）を前記収納体（３０）に連結し、バッテリー（２９）の性能が劣化し始める程度の温度まで上昇したことを温度センサ（３１）が検出すると、通気弁モータ（４２ａ）で通気弁（４２）を開いて外気を収納体（３０）内に送るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農業用作業車両としたものである。
【００１０】
請求項３の作用は、バッテリー（２９）の性能が劣化し始める程度の温度まで上昇したことを温度センサ（３１）が検出すると、通気弁モータ（４２ａ）で通気弁（４２）を開いて外気を収納体（３０）内に送る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上述のごとく構成したので、請求項１記載の発明においては、空間部を有効利用できる。
請求項２及び請求項３記載の発明においては、バッテリー（２９）の性能劣化が起こらず、走行の航続距離が短くなるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】トラクタの左側面図
【図２】トラクタの平面図
【図３】バッテリー等搭載の位置関係を示したトラクタの左側面図
【図４】バッテリー収納体とエンジンルーム及び外気を連結するパイプの断面図
【図５】モータ回転数とトルクとの関係特性図
【図６】ステアリング角度と左右のモータ回転数差を示した特性図
【図７】回生ブレーキ力のブロック図
【図８】通気弁関係のブロック図
【図９】回生時のフローチャート図
【図１０】（ａ）芝刈り機の回生の実施例を示す側面図、（ｂ）モーアモータ付近の拡大側面図
【図１１】（ａ）芝刈り機の回生の実施例を示す側面図、（ｂ）コレクタモータ付近の拡大側面図
【図１２】集草量とトルクとの関係を示す特性図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１はトラクターの側面図を示し、図２はその平面図を示している。平面図においては、図１に示すキャビン３を省いた状態を示している。
【００１４】
トラクターは、機体の前後部に前輪１，１と後輪２，２を備え、機体の前部に搭載したエンジン１５の回転動力をトランスミッションケース１４内の変速装置によって適宜減速して、これら前輪１，１と後輪２，２に伝えるように構成している。
【００１５】
機体中央であってキャビン３内のハンドルポスト６にはステアリングハンドル４が支持され、その後方にはシート８が設けられている。ステアリングハンドル４の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー５が設けられている。この前後進レバー５を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する構成である。
【００１６】
また、ハンドルポスト６を挟んで前後進レバー５の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー１６が設けられ、またステップフロア１３の右コーナー部には、同様にエンジン回転数を調節するアクセルペダル１７と、左右の後輪２，２にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル１８Ｌ，１８Ｒが設けられている。ステップフロア１３の左コーナー部にはクラッチペダル７が設けられている構成である。
【００１７】
また、主変速レバー２０はシート８の左前方部にあり、低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー２１はその後方にあり、さらにその右側にＰＴＯ変速レバー２２を設けている。さらに、シート８の右側には作業機１１（ロータリ等）の高さを設定するポジションレバー２３と圃場の耕耘深さを自動的に設定する自動耕深レバー２４、これらのレバーの後に作業機１１の右上げスイッチ２５と右下げスイッチ２６が配置され、さらにその後に作業機１１の自動水平スイッチ２７とバックアップスイッチ２８が配置されている。バックアップスイッチ２８は、機体が後進時において、作業機１１を自動的に上昇させるものである。作業機１１は、機体の後方にリンク９で連結されている構成である。符号１０はリンク９の回動支点である。トラクターは作業機１１を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行なうものである。符号１２は作業機１１を昇降する油圧シリンダーである。
【００１８】
前述のように、従来のトラクタはエンジン１５のみで駆動する構成であるが、モータと併用のハイブリッド方式やモータのみで駆動する電気式も考えられる。図３にはハイブリッド方式や電気式の場合のバッテリー２９の搭載位置を示している。バッテリー２９はステップ１３下方に構成する収納体３０の中に収納している。ステップ１３中央部下方にはトランスミッションケース１４が配置されているので、バッテリー２９はステップ１３下方であって、トランスミッションケース１４の左右両側に搭載している。これにより、空間部を有効利用してバッテリー２９を搭載できる。
【００１９】
バッテリー２９は容量の多いリチュウムイオンバッテリーを使用するが、このリチュウムイオンバッテリーは、温度が下がると電池容量、電圧が低下して電池性能が著しく低下してしまう。そこで、エンジンの排熱を利用してバッテリー２９を暖める構成とする。
【００２０】
まず、バッテリー２９が収納されている収納体３０内の温度を測定する温度センサ３１を設ける。そして、エンジンルーム３２内と収納体３０とをパイプ３３で連結し、このパイプ３３の途中に通気弁３４（図４）を設ける構成とする。通気弁は通気弁モータ３４ａで切り換わる構成としている。前記温度センサ３１が温度の低下（リチュウムイオンバッテリーの性能が低下する温度）を検出すると、モータ３４ａを駆動して通気弁３４を開く。通気弁３４の開閉状態は開度センサ３４ｂで確認する。エンジンルーム３２内には冷却ファン３５があるので、この起風によりエンジンルーム３２内の比較的暖かい空気がパイプ３３を通過して収納体３０内に流れる。
【００２１】
このように構成しても、外気温度が低いために収納体３０内の温度上昇が鈍いとき、即ち、所定時間（２〜３分）経過しても収納体３０内の温度上昇が所定値以上上昇しないときには、図４に示すように通気弁モータ３４ａを連続駆動する構成とする。
【００２２】
これにより、通気弁３４が羽根のような役目をすることで、強制的にエンジンルーム３２内の暖かい空気を収納体３０内に送ることが可能となり、バッテリー２９の性能劣化を防止することができるようになる。符号３３ａは逆流防止用の抵抗プレートである。前記温度センサ３１の変わりにバッテリー２９の温度を直接検出するバッテリ温度センサ３９を用いてもよい。
【００２３】
また、バッテリー２９は逆に温度が高くなりすぎても性能が劣化する。そこで、外気に開放した外気取り入れ口４０を有するパイプ４１を収納体３０に連結する構成とする。図４は平面図であり、前記パイプ３３とパイプ４１を並行して設けている構成である。外気を取り入れパイプ４１にも通気弁４２と通気弁回転モータ４２ａを構成している。前記温度センサ３１が温度の上昇（リチュウムイオンバッテリーの性能が低下する温度）を検出すると、通気弁モータ４２ａを駆動して通気弁４２を開く。通気弁４２の開閉状態は開度センサ４２ｂで検出する。
【００２４】
このように構成しても温度低下が鈍い場合は、通気弁モータ４２ａを連続駆動する構成とする。
これにより、通気弁４２が羽根のような役目をすることで、強制的に外気の比較的低い温度の空気を収納体３０内に送ることが可能となり、バッテリー２９の性能劣化を防止することができるようになる。符号４１ａは逆流防止用の抵抗プレートである。また、収納体３０は断熱材３６を入れることで、収納体３０内の温度低下を抑制可能となる。この構成のブロック図を図８に示している。
【００２５】
左右前輪１，１と左右後輪２，２を駆動する走行モータ３７は４個のホイル内にそれぞれ設けている（ホイルイン式）。トラクタの特徴として、図５に示すように、低速の作業時には高トルクが必要であるが、高速の移動時には高トルクは必要としない。そこで、走行モータ３７のトルク特性を変えて使用する構成とする。周知の技術ではあるが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相で低速時と高速時を切り換えることで、図５に示すような特性を得ることができる。これにより、作業走行時（低速でトルク大）と路上走行時（高速でトルク小）を併用可能となり、効率の良い作業走行を行うことが可能となる。
【００２６】
作業機１１の駆動については、負荷が大きいのでハイブリッド方式ではエンジンで作業機を駆動するように構成する。また、電動式においては、作業機１１を駆動する専用のモータ（図示せず）を設け、この作業機モータから変速機で減速してトルクを大きくしてから作業機１１を駆動する構成とする。
【００２７】
トラクタが旋回するときには、ステアリングハンドル４を操作して左右前輪１，１の向きを変更することで旋回するが、圃場の土質により思うように旋回できないときがある。そこで、図６に示すように、ステアリングハンドル４の回動基部の操舵角センサ３８でステアリング角度を検出し、検出したステアリング角度に対応して左右前輪１，１や左右後輪２，２に回転数差（旋回内側回転数＜旋回外側回転数）を与える構成とする。図６に示す係数ａは、車速により変化する補正係数である。実際のステアリング角度に対する補正係数ａや回転差率ｘの値は、機体の種類（トラクタ、田植機等）でも変化する。
【００２８】
図７はモータ３７の回生ブレーキ力を変更する構成である。機体が加速しないときには、モータ３７から回生電流を得てバッテリー２９に充電する構成としているが、トラクタなどの農業機械においては、適正な回生電流を得ることが困難な場合が多い。特に、作業走行時には負荷が作用しているので、回生ブレーキ力が強すぎると機体の減速度合いが大きくなりすぎて、エンストしてしまう可能性がある。つまり、作業走行時に得る回生電流は極小である。また、路上走行時においては高速で走るので、大きな回生電流を得る有一の状況である。そこで、回生ブレーキ力を強めにして回生電流を得たい。そこで、状況に応じて自動的に回生ブレーキ力を変更する構成とする。
【００２９】
そこで、図７のように、制御装置（ＣＰＵ）１００にトラクタの作業設定部と車速センサを接続し、これらの状況からモータ３７の回生ブレーキ力を自動的に変更する構成とする。
【００３０】
図９に示すフローチャートは、回生電流の制御であり、アクセルペダルを増速側から減速側に操作したことを検出（中立又は中立方向）すると、インバータ周波数を下げて回生を行う構成とする。これにより、回生が効率よく行われるようになる。特に、前後進を繰り返すことの多い芝刈り作業車において有効である。また、回生状態を回生効率優先とブレーキ力優先のモード設定が可能なように構成してもよい。即ち、ブレーキの効き具合を優先した回生モードと、充電電流を大きくして電池駆動時間を長くする回生効率優先を作業者の好みで設定可能に構成してもよい。
【００３１】
図１０は芝刈り作業車を示している。図１０（ａ）は機体側面の全体を示しており、図１０（ｂ）はモーアモータ４８付近の拡大を示している。前輪と後輪の間にモーア４３をモーアリンク４４で昇降可能に吊り下げている。モーア４３で刈り取った刈草や芝は、図示しない搬送路を通過して機体後部の集草機（コレクタ）４９内に集める。コレクタ４９内が満杯になると、排出場所に移動して、コレクタ開閉レバー５０を操作してコレクタ４９を上昇させて刈り草を排出する。
【００３２】
モーアの昇降はリフトハンドル４５で行うが、このときの動きを大ギヤー４６と小ギヤー４７を介してモーアモータ４８を駆動して発電し、バッテリー２９に充電する構成とする。これにより、バッテリー２９が長持ちして燃費が向上するようになる。また、ハンドル４５側を大ギヤー４６とし、モータ４８側を小ギヤー４７の構成にすることで、モータ４８の回転数が大きくなり発電量が増加する。
【００３３】
図１１は芝刈り作業車の機体後部に装着している集草機（コレクタ）４９の昇降を利用して発電する構成である。図１１（ａ）は機体側面の全体を示しており、図１１（ｂ）はコレクタモータ５３付近の拡大を示している。コレクタ４９はコレクタ開閉レバー５０で手動で昇降する構成としているが、このときの動きを大ギヤー５１、小ギヤー５２を介してコレクタモータ５３を駆動して発電し、バッテリー２９に充電する構成とする。これにより、バッテリー２９が長持ちして燃費が向上するようになる。
【００３４】
また、コレクタ４９内の集草量に応じて走行モータ３７の前後進時の発進トルクを変更するように構成してもよい。コレクタ４９内に集草量センサ（重量式や超音波式）５４を設けてコレクタ４９内の重量を算出し、この重量に応じて発進時の走行モータ３７のトルクを変更する構成とする。図１２に示すように、集草量（重量）が増えると、トルクを大きくするが、その変化量は機種、走行モータの特性等で変化する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
トラクターや田植機等の農業用作業車両を始め一般車両にも利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１１    作業機
１３    ステップ
１５    エンジン
２９    バッテリー
３０    収納体
３１    温度センサ
３２    エンジンルーム
３３    パイプ
３４    通気弁
３４ａ  通気弁モータ
３７    走行モータ
４０    外気取り入れ口
４１    パイプ
４２    通気弁
４２ａ  通気弁モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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