JP2017114153A

JP2017114153A - 作業車

Info

Publication number: JP2017114153A
Application number: JP2015248528A
Authority: JP
Inventors: 佳倫大山; Yoshitomo Oyama; 健里園; Takeshi Satozono; 麗徳田; Rei Tokuda
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-06-29

Abstract

【課題】バッテリーの配置スペースを確保し易いと共に、バッテリーを効率良く冷却することが可能な作業車が要望されている。【解決手段】走行装置を駆動する電動モータＭと、電動モータＭに電力を供給するバッテリー１３と、運転席８を載置支持すると共に、内部に収容空間Ｓを有する座席支持カバー１１と、が備えられており、収容空間Ｓに、バッテリー１３が配置されており、座席支持カバー１１に、通気用の開口部１１ｂが設けられており、開口部１１ｂに、収容空間Ｓ内に冷却風を供給する冷却ファン１６が取り付けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、電動モータによって走行装置を駆動する作業車に関する。

従来、エンジン及び電動モータを駆動源とするハイブリッド作業車や、電動モータのみを駆動源とする電動作業車が知られている。このような作業車として、例えば、特許文献１に記載の作業車が既に知られている。特許文献１に記載の作業車には、エンジンに加えて、補助動力用のモータが備えられている。この作業車は、低速時には、モータによって駆動され、高速時には、エンジン（若しくは、エンジン及びモータ）によって駆動される。

特開２０１４−１３３４８９号公報

特許文献１に記載の作業車では、電動モータに電力を供給するバッテリー（文献では「給電ユニット」）の配置箇所や冷却構造について、何ら開示されておらず、バッテリーの配置スペースを確保し易くすることや、バッテリーを効率良く冷却することについて、検討の余地がある。

上記状況に鑑み、バッテリーの配置スペースを確保し易いと共に、バッテリーを効率良く冷却することが可能な作業車が要望されている。

本発明の特徴は、
走行装置と、
前記走行装置を駆動する電動モータと、
前記電動モータに電力を供給するバッテリーと、
運転席を載置支持すると共に、内部に収容空間を有するカバー部材と、が備えられており、
前記収容空間に、前記バッテリーが配置されており、
前記カバー部材に、通気用の開口部が設けられており、
前記開口部に、前記収容空間内に冷却風を供給する冷却ファンが取り付けられていることにある。

本特徴構成によれば、カバー部材の内部の収容空間を有効利用してバッテリーを配置することにより、バッテリーの配置スペースを容易に確保することができる。また、走行風や冷却ファンの冷却風を開口部から収容空間内に取り込むことにより、バッテリーを効率良く冷却することができる。

さらに、本発明において、
前記開口部は、前記カバー部材の前壁部に設けられていると好適である。

本特徴構成によれば、後進走行よりも行われる頻度の高い前進走行時において、前方からの走行風を直接的に開口部から収容空間内に取り込むことにより、冷却ファンの使用を抑えて省エネ化を図りながら、バッテリーを効率良く冷却することができる。

さらに、本発明において、
車速を検出する車速センサと、
前記冷却ファンの駆動を制御する制御装置と、が備えられており、
前記制御装置は、前記車速センサの検出値に基づいて前記冷却ファンを駆動すると好適である。

本特徴構成によれば、冷却ファンを車速に応じてきめ細かく駆動することができる。例えば、車速が高い場合は、走行風が増加するため、冷却ファンを低い回転数で駆動すればよい。また、車速が低い場合は、走行風が減少するため、冷却ファンを高い回転数で駆動すればよい。

さらに、本発明において、
前記制御装置に、前記車速センサの検出値に基づいて車両が走行状態であるか停止状態であるかを判定する走行状態判定部と、前記走行状態判定部の判定結果に基づいて前記冷却ファンを駆動する冷却ファン駆動部と、が備えられており、
前記冷却ファン駆動部は、車両が停止状態である場合に、前記冷却ファンを駆動すると好適である。

本特徴構成によれば、車両が停止して走行風が発生しない状態でも、冷却ファンを駆動することにより、バッテリーを効率良く冷却することができる。

さらに、本発明において、
前記冷却ファン駆動部は、車両が走行状態である場合に、前記冷却ファンを駆動しないと好適である。

本特徴構成によれば、車両が走行状態である場合は、冷却ファンを駆動することなく、走行風によってバッテリーの冷却を図ることにより、冷却ファンの使用を抑えて省エネ化を図りながら、バッテリーを効率良く冷却することができる。

さらに、本発明において、
前記冷却ファン駆動部は、車両が走行状態である場合において、前記車速センサの検出値が基準値以下であるときに、前記冷却ファンを駆動すると好適である。

本特徴構成によれば、車速の低下によって走行風が減少しても、冷却ファンを駆動することにより、バッテリーを効率良く冷却することができる。

さらに、本発明において、
前記冷却ファン駆動部は、前記車速センサの検出値が前記基準値以下の領域において、前記車速センサの検出値が低い程高い回転数で前記冷却ファンを駆動すると好適である。

本特徴構成によれば、車速が低下する程冷却ファンの冷却風が増加するため、バッテリーの冷却効率を一層向上することができる。

ユーティリティビークルを示す左側面図である。ユーティリティビークルを示す平面図である。機体後半部を示す左側面断面図である。運転部を示す正面断面図である。制御装置の制御ブロックを示す図である。制御装置の制御フローを示す図である。バッテリーの遮熱構造を示す模式図である別実施形態に係る制御装置の制御フローを示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。なお、以下の説明では、図１及び図２に示す矢印Ｆの方向を「機体前側」、矢印Ｂの方向を「機体後側」、図２に示す矢印Ｌの方向を「機体左側」、矢印Ｒの方向を「機体右側」とする。

〔ユーティリティビークルの全体構成〕
図１及び図２には、本発明に係る「作業車」に相当するユーティリティビークル（多目的車両）を示している。本ユーティリティビークルは、エンジンＥ及び電動モータＭを駆動源とするハイブリッド作業車である。本ユーティリティビークルには、機体フレーム１と、機体フレーム１を支持するホイール式の走行装置２と、が備えられている。走行装置２には、操舵可能かつ駆動可能な左右一対の前輪２Ｆと、駆動可能な左右一対の後輪２Ｂと、が備えられている。走行装置２は、エンジンＥの駆動力が後輪２Ｂに伝達され、かつ、電動モータＭの駆動力が前輪２Ｆに伝達される四輪駆動状態と、電動モータＭの駆動力が前輪２Ｆに伝達され、かつ、エンジンＥの駆動力が後輪に伝達されない前輪駆動状態と、エンジンＥの駆動力が後輪２Ｂに伝達され、かつ、電動モータＭの駆動力が前輪２Ｆに伝達されない後輪駆動状態と、に切替え可能である。

機体フレーム１の前後中央部には、乗員が搭乗する運転部３が設けられている。機体フレーム１の後部には、荷台４が設けられている。荷台４は、後支点で上下揺動して積載物を後方にダンプ排出可能である。荷台４の下方には、原動部５が設けられている。原動部５には、エンジンＥと、エンジンＥの駆動力を無段階に変速するベルト無段変速装置６と、ベルト無段変速装置６の変速動力を変速して走行装置２（後輪２Ｂ）に伝達するトランスミッション７と、が備えられている。トランスミッション７には、ギヤ変速機構（図示省略）や差動機構（図示省略）が備えられている。

〔運転部〕
図１から図４に示すように、運転部３には、運転者が着座する運転席８や同乗者が着座する助手席９、乗員保護用のロプス１０が備えられている。運転席８及び助手席９は、運転席８が左側に位置し、かつ、助手席９が右側に位置する状態で機体左右方向に並べられている。運転席８及び助手席９は、座席支持カバー１１（本発明に係る「カバー部材」に相当）に載置支持されている。運転席８の前方には、ステアリングハンドル１２が設けられている。運転部３の下方には、走行装置２（前輪２Ｆ）を駆動する電動モータＭや、電動モータＭに電力を供給するバッテリー１３、電動モータＭ用のインバータ１４、エンジンＥ用の燃料タンク１５が配置されている。

〔台座カバー〕
座席支持カバー１１の内部には、収容空間Ｓが形成されている。収容空間Ｓには、バッテリー１３やインバータ１４が配置されている。座席支持カバー１１の左壁部には、通気用のメッシュ部１１ａが設けられている。座席支持カバー１１の前壁部のうちバッテリー１３に対向する部分には、通気用の開口部１１ｂが形成されている。開口部１１ｂは、バッテリー１３の横幅と同程度の範囲（本実施形態では、バッテリー１３の横幅よりも若干広い範囲）に亘るように、横長の長方形状に形成されている。開口部１１ｂには、収容空間Ｓ内に冷却風を供給する冷却ファン１６が取り付けられている。

〔バッテリー等の配置〕
図３及び図４に示すように、バッテリー１３は、エンジンＥの前方であって、収容空間Ｓ内の左右中央部に配置されている。座席支持カバー１１の上部には、上方に凹入する凹入部１１ｃが形成されている。バッテリー１３は、凹入部１１ｃ内に入り込んでいる。収容空間Ｓ内のうちバッテリー１３の右隣りの空間には、燃料タンク１５の前半部が入り込んでいる。

バッテリー１３、インバータ１４及び電動モータＭを、これらを接続するハーネス（図示所略）が短くなるように、集中配置している。具体的には、バッテリー１３の下方に、電動モータＭを配置し、バッテリー１３の左隣りに、インバータ１４を配置している。バッテリー１３の下面部には、上方に凹入する凹入部１３ａが形成されている。電動モータＭは、凹入部１３ａ内に入り込んでいる。

このような構成によれば、座席支持カバー１１の内部の収容空間Ｓを有効利用してバッテリー１３等を配置することにより、バッテリー１３等の配置スペースを容易に確保することができる。また、走行風や冷却ファン１６の冷却風を開口部１１ｂから収容空間Ｓ内に取り込むことにより、バッテリー１３等を効率良く冷却することができる。

〔冷却ファンの駆動制御〕
図５に示すように、本ユーティリティビークルには、車速を検出する車速センサ１７と、冷却ファン１６の駆動を制御する制御装置１８と、が備えられている。制御装置１８には、走行状態判定部１９と、冷却ファン駆動部２０と、が備えられている。走行状態判定部１９は、車速センサ１７の検出値に基づいて車両が走行状態であるか停止状態であるかを判定する。冷却ファン駆動部２０は、走行状態判定部１９の判定結果に基づいて冷却ファン１６を駆動する。

図６に示すように、走行状態判定部１９は、車速センサ１７の検出値に基づいて車両が走行状態であるか停止状態であるかを判定する（Ｓ１）。そして、車両が停止状態である場合（Ｓ１：停止状態）、冷却ファン駆動部２０は、冷却ファン１６を駆動する（Ｓ２）。また、車両が走行状態である場合（Ｓ１：走行状態）、冷却ファン駆動部２０は、冷却ファン１６を駆動しない（Ｓ３）。

このような構成によれば、車両が停止して走行風が発生しない状態でも、冷却ファン１６を駆動することにより、バッテリー１３等を効率良く冷却することができる。また、車両が走行状態である場合は、冷却ファン１６を駆動することなく、走行風によってバッテリー１３等の冷却を図ることにより、冷却ファン１６の使用を抑えて省エネ化を図りながら、バッテリー１３等を効率良く冷却することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、座席支持カバー１１の前壁部に設けられた開口部１１ｂに、冷却ファン１６が取り付けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。これに代えてあるいはこれと共に、座席支持カバー１１のうち前壁部とは別の箇所（例えば、座席支持カバー１１の左壁部、右壁部等）に開口部を設けて、当該開口部に冷却ファン１６を取り付けてもよい。例えば、座席支持カバー１１の左壁部に設けられたメッシュ部１１ａに、冷却ファン１６を取り付けてもよい。

（２）開口部１１ｂの形状は、上記実施形態に係る形状に限定されるものではない。また、冷却ファン１６の台数は、一台に限らず複数台であってもよい。

（３）図７に示すように、バッテリー１３を収容する空間（収容空間Ｓ）とエンジンＥを収容する空間とを隔てる遮熱板２１を、バッテリー１３とエンジンＥとの間に設けてもよい。遮熱板２１のうちバッテリー１３側の面とエンジンＥ側の面には、それぞれ、断熱材２２が貼り付けられている。これにより、エンジンＥの熱気が遮熱板２１によって遮られて、バッテリー１３への熱影響を低減することができる。

（４）制御装置１８は、図８に示す制御フローを実行するものであってもよい。図８に示すように、走行状態判定部１９は、車速センサ１７の検出値に基づいて車両が走行状態であるか停止状態であるかを判定する（Ｓ１）。そして、車両が停止状態である場合（Ｓ１：停止状態）、冷却ファン駆動部２０は、冷却ファン１６を駆動する（Ｓ２）。また、車両が走行状態である場合（Ｓ１：走行状態）、走行状態判定部１９は、車速センサ１７の検出値が基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ３）。

そして、車速センサ１７の検出値が基準値以下である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、冷却ファン駆動部２０は、冷却ファン１６を駆動する（Ｓ２）。これにより、車速の低下によって走行風が減少しても、冷却ファン１６を駆動することにより、バッテリー１３等を効率良く冷却することができる。また、車速センサ１７の検出値が基準値を超えている場合（Ｓ３：Ｎｏ）、冷却ファン駆動部２０は、冷却ファン１６を駆動しない（Ｓ４）。

当該別実施形態（４）では、冷却ファン駆動部２０は、車速センサ１７の検出値が基準値以下の領域において、一定の回転数で冷却ファン１６を駆動してもよい。あるいは、冷却ファン駆動部２０は、車速センサ１７の検出値が基準値以下の領域において、車速センサ１７の検出値が低い程高い回転数で冷却ファン１６を駆動してもよい。これにより、車速が低下する程冷却ファン１６の冷却風が増加するため、バッテリー１３等の冷却効率を一層向上することができる。

（５）上記実施形態では、本発明に係る「作業車」は、エンジンＥ及び電動モータＭを駆動源とするハイブリッド作業車であるが、電動モータＭのみを駆動源とする電動作業車であってもよい。

本発明は、ユーティリティビークルの他、トラクタや田植機、コンバインにも利用可能である。また、農業作業車の他、建設作業車にも利用可能である。

２走行装置
８運転席
１１座席支持カバー（カバー部材）
１１ｂ開口部
１３バッテリー
１６冷却ファン
１７車速センサ
１８制御装置
１９走行状態判定部
２０冷却ファン駆動部
Ｍ電動モータ
Ｓ収容空間

Claims

走行装置と、
前記走行装置を駆動する電動モータと、
前記電動モータに電力を供給するバッテリーと、
運転席を載置支持すると共に、内部に収容空間を有するカバー部材と、が備えられており、
前記収容空間に、前記バッテリーが配置されており、
前記カバー部材に、通気用の開口部が設けられており、
前記開口部に、前記収容空間内に冷却風を供給する冷却ファンが取り付けられている作業車。
前記開口部は、前記カバー部材の前壁部に設けられている請求項１に記載の作業車。
車速を検出する車速センサと、
前記冷却ファンの駆動を制御する制御装置と、が備えられており、
前記制御装置は、前記車速センサの検出値に基づいて前記冷却ファンを駆動する請求項１又は２に記載の作業車
前記制御装置に、前記車速センサの検出値に基づいて車両が走行状態であるか停止状態であるかを判定する走行状態判定部と、前記走行状態判定部の判定結果に基づいて前記冷却ファンを駆動する冷却ファン駆動部と、が備えられており、
前記冷却ファン駆動部は、車両が停止状態である場合に、前記冷却ファンを駆動する請求項３に記載の作業車。
前記冷却ファン駆動部は、車両が走行状態である場合に、前記冷却ファンを駆動しない請求項４に記載の作業車。
前記冷却ファン駆動部は、車両が走行状態である場合において、前記車速センサの検出値が基準値以下であるときに、前記冷却ファンを駆動する請求項４に記載の作業車。
前記冷却ファン駆動部は、前記車速センサの検出値が前記基準値以下の領域において、前記車速センサの検出値が低い程高い回転数で前記冷却ファンを駆動する請求項６に記載の作業車。