專利名稱：步行型自走式除雪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步行型(walk-behind)自走式除雪機，該除雪機具有設(shè)置在機體前端處的發(fā)動機驅(qū)動的除雪單元；可驅(qū)動以用于使所述機體沿期望方向行走的行走單元；以及左、右操作把手，該操作把手從所述機體向后延伸，從而操作員可在除雪機后面行走的同時通過用手抓握該把手來控制除雪單元和行走單元的操作。
背景技術(shù)：
在日本專利公報(JP-A)No.2000-54335中已知作為公開的相關(guān)類型的步行型自走式除雪機。如圖27所示，所公開的除雪機220包括安裝成在左、右把手222L和222R之間延伸的操作部分221。操作部分221包括操作板，該操作板設(shè)有用于可調(diào)節(jié)地控制發(fā)動機224的節(jié)氣門開度的節(jié)氣門操縱桿223；用于可調(diào)節(jié)地設(shè)定機體226的行走方向和行走速度的方向速度控制桿225；以及多功能桿227，該多功能桿227用于控制除雪單元228的滾動和樞轉(zhuǎn)和設(shè)置在發(fā)動機224與左、右行走單元229L和229R之間的左、右離合器(未示出)的開關(guān)操作(接合和分離)。
在除雪操作期間，除雪單元228上的負(fù)荷會由于例如將被清除的積雪的物理性質(zhì)和特征而改變。例如，當(dāng)除雪單元228上的負(fù)荷增加時，會使發(fā)動機224的轉(zhuǎn)速以及機體226的行走速度降低。在此情況下，操作員可通過感測除雪機220的行走速度的降低得知除雪單元228上的負(fù)荷增加。為了避免行走速度的不當(dāng)降低(這會導(dǎo)致除雪操作效率低)，操作員在感測到行走速度降低時，可沿增加發(fā)動機224的節(jié)氣門開度的方向轉(zhuǎn)換節(jié)氣門操縱桿，從而增加發(fā)動機轉(zhuǎn)速(發(fā)動機功率)。由于取決于操作員的感測能力的節(jié)氣門控制桿的轉(zhuǎn)換在除雪操作期間頻繁發(fā)生，因此除雪操作的效率和完成質(zhì)量很大程度上取決于操作員的技能。
根據(jù)迄今為止提出的改進(jìn)，控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速和除雪機行走速度以隨著除雪單元上的負(fù)荷變化而改變。所提出的改進(jìn)在操作部分的可操作性和用戶方便性以及除雪操作的效率方面并不能完全令人滿意。在日本實用新型實開平公報(JP-U-A)No.3-32617和日本專利特開公報(JP-A)No.2005-42310中公開了該現(xiàn)有改進(jìn)的典型示例。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種步行型自走式除雪機，該除雪機對于所有操作員來說不管他們的技術(shù)水平如何都易于使用，高度用戶友好，并且能夠以良好的完成質(zhì)量實現(xiàn)有效的除雪操作。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種步行型自走式除雪機，其包括具有前端和后端的機體；設(shè)置在所述機體前端處用于執(zhí)行除雪操作的除雪單元；設(shè)置在所述機體上用于驅(qū)動所述除雪單元的發(fā)動機；設(shè)置在所述機體上并可驅(qū)動以用于使所述機體行走的行走單元；從所述機體的后部向上和向后延伸的左、右操作把手，該操作把手在所述機體縱向中心線的每一側(cè)上均布置有一個；用于控制所述除雪單元和行走單元的操作的控制單元；安裝成在左和右操作把手之間延伸用于由操作員操作以向所述控制單元提供指令的操作部分；在所述機體縱向中心線的一側(cè)設(shè)置在所述操作部分上的除雪單元姿勢控制件，該控制件用于由操作員操作以控制所述除雪單元的姿勢；在所述機體縱向中心線的另一側(cè)樞轉(zhuǎn)地安裝在左、右側(cè)操作把手中的一個把手上的行走準(zhǔn)備桿，該行走準(zhǔn)備桿用于由操作員抓握以使該機體處于準(zhǔn)備行走的狀態(tài)，該行走準(zhǔn)備桿在被操作員松開時會使所述機體自動處于不能行走的狀態(tài)；以及設(shè)置在所述操作部分上并位于所述行走準(zhǔn)備桿之前的模式選擇開關(guān)，該模式選擇開關(guān)用于由操作員操作以從多種可選除雪操作模式中選擇一種除雪操作模式，該多種除雪操作模式是基于組合所述機體的行走速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及與發(fā)動機相關(guān)的節(jié)氣門開度而預(yù)先設(shè)置在所述控制單元中的。
通過這樣設(shè)置的模式選擇開關(guān)，能夠設(shè)定最適合于熟練操作員、半熟練操作員和不熟練操作員的多種可選除雪操作模式。因此，該除雪機高度用戶友好。
所述除雪機還可包括設(shè)置在所述操作部分上并位于所述模式選擇開關(guān)附近的調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件用于由操作員操作以調(diào)節(jié)發(fā)動機功率和所述除雪單元的拋雪距離。通過這樣將所述調(diào)節(jié)件和模式選擇開關(guān)布置成彼此接近，可容易地聯(lián)鎖該調(diào)節(jié)件和模式選擇開關(guān)的各個功能，以由此提高該操作部分的可操作性。這樣會提高除雪操作的效率。在本發(fā)明的一個優(yōu)選形式中，所述調(diào)節(jié)件在沿所述機體的縱向方向看時設(shè)置在所述模式選擇開關(guān)和行走準(zhǔn)備桿之間。
優(yōu)選地，所述多種可選除雪操作模式包括第一控制模式，其中由操作員基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過手動操作執(zhí)行控制；第二控制模式，其中執(zhí)行控制從而使所述機體的行走速度相對于節(jié)氣門開度的增加適度地減??；以及第三控制模式，其中執(zhí)行控制從而使所述機體的行走速度以比所述第二控制模式下獲得的程度更大的程度相對于節(jié)氣門開度的增加而減小。該第一控制模式是“手動”控制模式從而最適合于由熟練操作員使用。該第二控制模式是“動力”和“半自動”控制模式從而最適合于由半熟練操作員使用。該第三控制模式是“自動”控制模式從而最適合于由不熟練操作員使用。
在一個優(yōu)選形式中，所述第一控制模式設(shè)置成這樣，即所述機體行走速度的下降率被設(shè)定成隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的減小而增加。所述第二控制模式設(shè)置成這樣，即所述機體行走速度(其隨著節(jié)氣門開度的增加而增加)的下降率被設(shè)定成在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)小于在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，該第一節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門完全關(guān)閉位置與部分打開的第一中間位置之間，該部分打開的第一中間位置設(shè)置在節(jié)氣門完全關(guān)閉位置和完全打開位置之間，該第二節(jié)氣門開度范圍限定在所述第一中間位置與節(jié)氣門完全打開位置之間。所述第三控制模式設(shè)置成這樣，即所述機體行走速度(其隨著節(jié)氣門開度的增加而增加)的下降率被設(shè)定成在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)大于在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，該第一節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門完全關(guān)閉位置與部分打開的第二中間位置之間，該部分打開的第二中間位置布置在該完全關(guān)閉位置和節(jié)氣門完全打開位置之間，該第二節(jié)氣門開度范圍限定在所述第二中間位置與節(jié)氣門完全打開位置之間。
當(dāng)由熟練操作員使用時，所述第一控制模式可使操作員操作除雪機的自由度更高。當(dāng)由半熟練操作員使用時，所述第二控制模式可迅速并有效地實現(xiàn)除雪操作。即使在由不熟練操作員使用時，所述第三控制模式仍能夠使該不熟練操作員最容易地執(zhí)行除雪操作并具有良好的完成質(zhì)量。
所述步行型自走式除雪機可還包括用于向所述行走單元供應(yīng)電力的電池，在該情況下，可通過模式選擇開關(guān)選擇的多種可選除雪操作模式優(yōu)選包括第四控制模式，在該控制模式下執(zhí)行控制以便在該發(fā)動機處于關(guān)閉狀態(tài)時僅使用從電池供應(yīng)的電能操作該行走單元。該第四控制模式在被選擇時可使該除雪機的燃料成本較低、發(fā)動機使用壽命延長和低噪聲行走。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選形式中，所述控制單元具有這樣的功能，即只有當(dāng)除雪機的主開關(guān)已被轉(zhuǎn)換到接通位置以起動該除雪機的所有電氣系統(tǒng)，并且操作模式已通過操作員對模式選擇開關(guān)的手動操作而被轉(zhuǎn)換到第四控制模式時，才關(guān)閉發(fā)動機或保持發(fā)動機的關(guān)閉狀態(tài)。該控制單元還可具有在通過模式選擇開關(guān)使操作模式從第四控制模式轉(zhuǎn)換到另一種控制模式時自動起動該發(fā)動機的功能。優(yōu)選地，所述主開關(guān)還具有指示所述控制單元起動發(fā)動機的起動位置，并且其中所述控制單元還具有只在通過模式選擇開關(guān)使操作模式從第四控制模式轉(zhuǎn)換到另一種控制模式并且該主開關(guān)已轉(zhuǎn)換到起動位置時，才起動發(fā)動機的功能。通過這樣設(shè)置的主開關(guān)，操作員能夠確定地得知從該第四控制模式到另一種控制模式的模式改變。
優(yōu)選地，所述操作部分包括方向速度控制桿，其可手動操作以在前進(jìn)行走位置和后退行走位置之間通過空檔位置進(jìn)行往復(fù)移動以便可調(diào)節(jié)地設(shè)定所述機體的行走方向和行走速度；以及可手動操作的驅(qū)動指令開關(guān)，以向所述控制單元提供指令以便能夠?qū)⒐β蕪陌l(fā)動機傳遞給除雪單元。該模式選擇開關(guān)可手動操作以選擇自動位置來執(zhí)行該發(fā)動機轉(zhuǎn)速和機體行走速度的自動設(shè)定，或選擇手動位置以允許操作員對該發(fā)動機轉(zhuǎn)速和機體的行走速度執(zhí)行手動設(shè)定。該控制單元具有這樣的功能，即如果所述模式選擇開關(guān)被設(shè)定在自動位置，所述方向速度控制桿已從空檔位置朝前進(jìn)行走位置轉(zhuǎn)換并且所述驅(qū)動指令開關(guān)處于接通狀態(tài)，則將發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大到除雪操作范圍。
通過將模式選擇開關(guān)設(shè)定在自動位置以執(zhí)行所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速和機體行走速度的自動控制，當(dāng)通過將方向速度控制桿設(shè)定在前進(jìn)行走位置而起動驅(qū)動指令開關(guān)時，會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速自動增大到除雪操作范圍。因此，除雪機10開始前進(jìn)行走，同時使用以除雪操作范圍內(nèi)的較高速度運行的發(fā)動機驅(qū)動除雪單元。但是，在此情況下，由于控制不需要操作員進(jìn)行單獨操作以沿增大節(jié)氣門開度的方向轉(zhuǎn)換節(jié)氣門操縱桿，因此能夠以改進(jìn)的效率進(jìn)行除雪操作。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選形式中，如果操作員松開行走準(zhǔn)備桿，則禁止控制單元將發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大到除雪操作范圍的功能。通過這樣禁止控制單元61的發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加功能，可節(jié)省燃料成本并延長發(fā)動機的使用壽命。


下面將參照附圖僅以示例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的步行型自走式除雪機的側(cè)視圖；圖2是除雪機的概略俯視圖，表示控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)；圖3是表示該除雪機的操作部分的立體圖；圖4是操作部分的俯視圖；圖5是表示操作部分的方向速度控制桿的操作的簡圖；圖6是表示在除雪機的控制單元內(nèi)執(zhí)行的、用于控制分別用于驅(qū)動除雪機的除雪單元和行走單元的發(fā)動機和電動機的操作的主控制程序的流程圖；圖7是表示執(zhí)行以實現(xiàn)在圖6中所示的第一控制模式的子程序的流程圖；圖8是表示在第一控制模式中所使用的負(fù)荷控制圖的視圖；圖9是表示執(zhí)行以實現(xiàn)在圖6中所示的第二控制模式的子程序的流程圖；圖10類似于圖8，是表示在第二控制模式中所使用的負(fù)荷控制圖的視圖；圖11是表示執(zhí)行以實現(xiàn)在圖6中所示的第三控制模式的子程序的流程圖；圖12類似于圖8，是表示在第三控制模式中所使用的負(fù)荷控制圖的視圖；圖13A到13C是表示待由操作員完成以使除雪機處于準(zhǔn)備行走條件的操作順序的立體圖；圖14A到14C是表示待由操作員完成以使除雪機開始除雪操作的操作順序的立體圖；圖15A到15C是表示由操作員進(jìn)行的用以控制包括噴射器的除雪機的姿勢的各種操作的立體圖；圖16A到16C是表示由操作員進(jìn)行的用以改變除雪機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和行走方向的各種操作的立體圖；圖17是類似于圖3的視圖，表示根據(jù)本發(fā)明修改例的操作部分；圖18是該修改的操作部分的俯視圖；圖19是表示基于來自設(shè)置在圖17中所示的操作部分上的模式選擇開關(guān)的開關(guān)信號而在控制單元內(nèi)執(zhí)行的主控制程序的流程圖；圖20是表示執(zhí)行以實現(xiàn)圖19中所示的第四控制模式的子程序的流程圖；圖21是表示執(zhí)行以實現(xiàn)圖19中所示的第四控制模式的修改子程序的流程圖；圖22是類似于圖2的視圖，但表示控制系統(tǒng)的修改形式；圖23是表示在控制單元內(nèi)執(zhí)行以按根據(jù)本發(fā)明的三種不同控制模式進(jìn)行除雪操作的控制程序的流程圖；
圖24是表示在控制單元內(nèi)執(zhí)行以連續(xù)監(jiān)控除雪機的攪龍(augor)開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)的控制程序的流程圖；圖25是表示在控制單元內(nèi)執(zhí)行以對除雪機的行走準(zhǔn)備桿的狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控的控制程序的流程圖；圖26是類似于圖23中所示的流程圖的流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)修改的控制程序；以及圖27是傳統(tǒng)除雪機的示意性俯視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖并具體參照圖1，該圖以左視示出根據(jù)本發(fā)明實施例的除雪機10。除雪機10為所謂的步行型自走式類型，其包括配備有左、右行走單元11L和11R的行走框架12、配備有除雪單元13和內(nèi)燃機14的主體框架15、以及從主體框架15的后部向后和向上延伸的左、右操作把手17L和17R。主體框架15具有可樞轉(zhuǎn)地連接到行走框架12的后端部、以及前端部，該前端部適于通過樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16而上下運動，從而，在致動樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16時，使包括除雪單元13的主體框架15圍繞主體框架15的后端部上下樞轉(zhuǎn)運動。操作把手17L和17R在其遠(yuǎn)端或自由端具有用于由操作員抓握的左、右手柄18L和18R。在除雪操作期間，操作員在除雪機后面行走的同時操縱操作部分中的操作件(稍后描述)，以便控制除雪單元13和行走單元11L、11R的操作。
行走框架12和主體框架15一起形成機體19。如圖1和2所示，行走框架12設(shè)有分別用于驅(qū)動左和右行走單元11L和11R的左和右電動機21L和21R。每個行走單元11L、11R都包括可轉(zhuǎn)動地安裝在行走框架12后端部上的驅(qū)動輪23L、23R、可自由轉(zhuǎn)動地安裝在行走框架12前端部上的惰輪24L、24R、以及拖掛在驅(qū)動輪23L、23R和惰輪24L、24R之間的履帶22L、22R。左電動機21L與左驅(qū)動輪23L結(jié)合，從而可由通過左驅(qū)動輪23L從左電動機21L傳遞的動力來驅(qū)動左履帶22L。同樣，右電動機21R與右驅(qū)動輪23R結(jié)合，從而可由通過右驅(qū)動輪23R從右電動機21R傳遞的動力來驅(qū)動右履帶22R。
除雪單元13包括可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在攪龍外殼25內(nèi)的攪龍27、可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在與該攪龍外殼25的后壁一體形成的鼓風(fēng)機殼體26中的鼓風(fēng)機28、以及設(shè)置在鼓風(fēng)機殼體26的出口部分上的噴射器29。攪龍外殼25包括設(shè)置在其下端上的刮鏟器35、以及設(shè)置在刮鏟器35后面的左和右滑撬(sled)36L和36R。
如圖1所示，發(fā)動機14設(shè)置成作為通過電磁離合器31和動力傳遞機構(gòu)32驅(qū)動除雪單元13的動力源而被操作。電磁離合器31與發(fā)動機14的曲軸14a結(jié)合。動力傳遞機構(gòu)32包括用于將動力從電磁離合器31傳遞給攪龍傳動軸33的帶驅(qū)動機構(gòu)。攪龍傳動軸33被連接以驅(qū)動攪龍27和鼓風(fēng)機28。通過該結(jié)構(gòu)，可連續(xù)通過曲軸14a、電磁離合器31和攪龍傳動軸33將發(fā)動機14的動力傳遞給除雪單元13的攪龍27和鼓風(fēng)機28。攪龍27使堆積在地上的雪朝除雪機10的中心聚集，并且鼓風(fēng)機28接收收集的雪并通過噴射器29將收集的雪拋到機器10周圍的期望位置。
樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16包括具有活塞的電液缸致動器，該活塞在通過液壓泵而在缸體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力的作用下可往復(fù)運動以從缸體伸出和縮回缸體，該液壓泵由嵌入缸體側(cè)面中作為驅(qū)動源的電動機16a(圖2)驅(qū)動。電液缸致動器(樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu))16的活塞和缸體之一連接到行走框架12上，而活塞和缸體中的另一個連接到主體框架15上。
攪龍外殼25和鼓風(fēng)機殼體26可運動地安裝在主體框架15上，從而它們可通過滾動驅(qū)動機構(gòu)38(圖2)相對于主體框架15圍繞攪龍傳動軸33的軸線滾動。為此，沿機器10的前后或縱向方向延伸的攪龍傳動軸33由攪龍外殼25或鼓風(fēng)機殼體26可轉(zhuǎn)動地支承或以軸頸連接在其上，并且鼓風(fēng)機殼體26可轉(zhuǎn)動地安裝在主體框架15的前端部上以便相對于主體框架15滾動運動。
此外，如前所述，由于主體框架15可樞轉(zhuǎn)地連接到行走框架12上，因此攪龍外殼25相對于行走框架12不僅能夠上下運動而且還能夠左右滾動。滾動驅(qū)動機構(gòu)38包括具有活塞的電液缸致動器，該活塞在通過液壓泵而在缸體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力的作用下可往復(fù)運動以從缸體伸出和縮回缸體，該液壓泵由嵌入缸體側(cè)面中作為驅(qū)動源的電動機38a(圖2)驅(qū)動。電液缸致動器(樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu))38的活塞和缸體之一連接到主體框架15上，而活塞和缸體中的另一個連接到與攪龍外殼25一體形成的鼓風(fēng)機殼體26上。
除雪機10還包括設(shè)置在左和右操作把手17L和17R之間的操作部分40、控制單元61和電池62，它們以指定順序一個在另一個之下地垂直布置。
如圖3和4所示，操作部分40包括安裝成在左和右操作把手17L和17R之間延伸的控制箱41、在左手柄18L附近可樞轉(zhuǎn)地安裝在左操作把手17L上的行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42和左轉(zhuǎn)控制桿43L、以及在右手柄18R附近可樞轉(zhuǎn)地安裝在右操作把手17R上的右轉(zhuǎn)控制桿43R。在所示實施例中，行走準(zhǔn)備桿42設(shè)置在左手柄18L的正上方，左和右轉(zhuǎn)控制桿43L和43R分別設(shè)置在左和右手柄18L和18R的正下方。
行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42布置成用于致動與其相關(guān)聯(lián)的開關(guān)42a(圖2)。開關(guān)42a將被稱為“行走準(zhǔn)備開關(guān)”。在作用于行走準(zhǔn)備桿42和左操作把手17L之間的復(fù)位彈簧(未示出)的力或偏壓作用下，行走準(zhǔn)備桿42通常設(shè)置在圖3所示的非操作位置處，在該位置處，桿42向上遠(yuǎn)離左手柄18L并且行走準(zhǔn)備開關(guān)42a處于斷開狀態(tài)。當(dāng)操作員在抓握左手柄18L的同時抵抗復(fù)位彈簧的偏壓而迫使行走準(zhǔn)備桿42朝左手柄18L向下時，行走準(zhǔn)備開關(guān)42a通過行走準(zhǔn)備桿42而接通。當(dāng)行走準(zhǔn)備桿42上的力或壓力被釋放時，行走準(zhǔn)備桿42會因未示出的復(fù)位彈簧的力而返回圖3所示的其初始非操作位置，因此行走準(zhǔn)備開關(guān)42a斷開。
左、右轉(zhuǎn)控制桿43L和43R設(shè)置成致動分別與其相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動開關(guān)43La和43Ra(圖2)。通過未示出的復(fù)位彈簧的力或偏壓，左、右轉(zhuǎn)動控制桿43L、43R均通常設(shè)置在圖3所示的非操作位置處，在該位置處，轉(zhuǎn)動控制桿43L、43R向下遠(yuǎn)離相應(yīng)的手柄18L、18R間隔開并且相關(guān)聯(lián)的開關(guān)43La、43Ra處于斷開狀態(tài)。當(dāng)操作員一起抓握左轉(zhuǎn)動控制桿43L和左手柄18L時，左轉(zhuǎn)動控制桿43L抵抗復(fù)位彈簧的偏壓而被向上拉向左手柄18L，因此左轉(zhuǎn)動開關(guān)43La通過左轉(zhuǎn)動控制桿43L接通。同樣，當(dāng)操作員一起抓握右轉(zhuǎn)動控制桿43R和右手柄18R時，右轉(zhuǎn)動控制桿43R抵抗復(fù)位彈簧的偏壓而被向上拉向右手柄18R，從而接通或起動右轉(zhuǎn)動開關(guān)43Ra。當(dāng)釋放在各相應(yīng)轉(zhuǎn)動控制桿43L、43R上的向上的拉力或壓力時，轉(zhuǎn)動控制桿43L、43R在復(fù)位彈簧的力作用下返回到圖3的其初始非操作位置，從而使得相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動開關(guān)43La、43Ra斷開。
如圖3所示，控制箱41在其后側(cè)面或操作員側(cè)的表面41a(即面對操作員的表面)上具有主開關(guān)44和攪龍開關(guān)(也被稱為“離合器操作開關(guān)”或“驅(qū)動指令開關(guān)”)45。主開關(guān)44是旋轉(zhuǎn)開關(guān)，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)具有至少兩個可通過沿圓弧旋轉(zhuǎn)旋鈕而選擇的位置即接通位置和斷開位置。當(dāng)主開關(guān)44被接通或起動時，其使發(fā)動機14開始運轉(zhuǎn)。類似于傳統(tǒng)的車輛點火開關(guān)，主開關(guān)44可具有三個位置即斷開位置、接通位置和起動位置。攪龍開關(guān)45是可通過手動的保持動作來操作以使電磁離合器31接合和分離的按鈕開關(guān)。攪龍開關(guān)45在被起動時向控制單元61發(fā)送信號，指示控制單元61使能從發(fā)動機14到除雪單元13的動力傳輸。因此，攪龍開關(guān)45用作驅(qū)動指令開關(guān)。
在控制箱41的上表面41B上，在圖3中從左到右設(shè)置有模式選擇開關(guān)51、節(jié)氣門操縱桿(調(diào)節(jié)件)52、方向速度控制桿53、復(fù)位開關(guān)54、攪龍外殼姿勢控制桿(除雪單元姿勢控制件)55和噴射器控制桿56。模式選擇開關(guān)51、節(jié)氣門操縱桿52和方向速度控制桿53設(shè)置在除雪機10的縱向中心線CL的左側(cè)，且方向速度控制桿53與縱向中心線CL相鄰。另一方面，復(fù)位開關(guān)54、攪龍外殼姿勢控制桿55和噴射器控制桿56設(shè)置在縱向中心線CL的右側(cè)，而復(fù)位開關(guān)54與縱向中心線CL相鄰。
模式選擇開關(guān)51是設(shè)置成用于選擇待在控制單元61中設(shè)定的可選行走控制模式(除雪操作模式)的可手動操作的多位置開關(guān)。在所示實施例中，模式選擇開關(guān)51包括旋轉(zhuǎn)開關(guān)，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)具有旋鈕51a，該旋鈕51a可手動操作以圍繞其自身軸線在沿著圖3中所示的逆時針方向看時以第一控制位置P1、第二控制位置P2和第三控制位置P3的順序布置的該三個位置之間進(jìn)行角運動。模式選擇開關(guān)51具有三個分別與旋鈕51a的第一、第二和第三控制位置P1、P2和P3相對應(yīng)的開關(guān)位置。在各個開關(guān)位置處，模式選擇開關(guān)51產(chǎn)生不同的開關(guān)信號。
可根據(jù)從事除雪操作的操作員的技能以及將被清除的雪的狀況確定可通過模式選擇開關(guān)51選擇的可選行走控制模式。更具體地，第一控制位置P1為“手動”位置，在該位置處可由操作員手動設(shè)定除雪機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度和行走速度。第二控制位置P2為“動力”位置，在該位置處可由操作員手動設(shè)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度，但自動設(shè)定行走速度而不管操作員的期望如何。在該“動力”位置處，允許操作員根據(jù)其自身判斷改變拋雪距離。第三控制位置P3為“自動”位置，在該位置處自動設(shè)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度和行走速度。
當(dāng)切換模式選擇開關(guān)51以采取第一控制位置P1(即“手動”位置)時，該開關(guān)51向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示控制單元61按第一控制模式執(zhí)行控制操作。同樣，當(dāng)切換模式選擇開關(guān)51以采取第二控制位置P2(即“動力”位置)時，該開關(guān)51向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示控制單元61按第二控制模式執(zhí)行控制操作。當(dāng)切換模式選擇開關(guān)51以采取第三控制位置P3(即“自動”位置)時，該開關(guān)51向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示控制單元61按第三控制模式執(zhí)行控制操作。稍后將詳細(xì)說明第一、第二和第三控制模式操作。
節(jié)氣門操縱桿52是調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件可由操作員手動操作以通過控制節(jié)氣門71(圖2)的開度調(diào)節(jié)發(fā)動機功率，該節(jié)氣門開度的控制是通過結(jié)合在電子調(diào)速器65(圖2)中的控制電動機72(圖2)實現(xiàn)的。節(jié)氣門操縱桿52可由操作員如箭頭In和De所示沿著除雪機的前后方向(縱向方向)在最前面位置(節(jié)氣門全開位置)和最后面位置(節(jié)氣門全關(guān)位置)之間轉(zhuǎn)換。節(jié)氣門操縱桿52連接到電位計52a上，以使電位計52a產(chǎn)生與節(jié)氣門操縱桿52的當(dāng)前位置相對應(yīng)的輸出電位或電壓。當(dāng)節(jié)氣門操縱桿52處于最前面的節(jié)氣門全開位置時，節(jié)氣門71完全打開，而當(dāng)節(jié)氣門操縱桿52處于最后面的節(jié)氣門全關(guān)位置時，節(jié)氣門71完全關(guān)閉。通過這樣控制節(jié)氣門71的開度，可調(diào)節(jié)發(fā)動機14的轉(zhuǎn)數(shù)(或發(fā)動機轉(zhuǎn)速)。
方向速度控制桿53為操作件，該操作件用于控制電動機21L和21R的方向和速度，如將參照圖5的更詳細(xì)說明一樣。
復(fù)位開關(guān)54用于恢復(fù)攪龍外殼25的初始姿勢。在所示實施例中，復(fù)位開關(guān)54包括具有指示燈57的手動按鈕開關(guān)。當(dāng)復(fù)位開關(guān)54被按下時，使攪龍外殼25恢復(fù)到其預(yù)設(shè)初始姿勢。
攪龍外殼姿勢控制桿55為操作件，該操作件用于根據(jù)雪面條件控制攪龍殼體25的姿勢。在所示實施例中，攪龍外殼姿勢控制桿55包括操縱桿，該操縱桿的前后運動使樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16操作從而使攪龍外殼25上下樞轉(zhuǎn)，而該操縱桿的橫向運動使?jié)L動驅(qū)動機構(gòu)38操作從而使攪龍外殼25向左和向右滾動。操縱桿(攪龍殼體姿勢控制桿)55設(shè)有四個電子開關(guān)(未示出)，該四個電子開關(guān)設(shè)置成當(dāng)操縱桿55被操作成分別沿前進(jìn)方向Frs、后退方向Rrs、向左方向Les和向右方向Ris傾斜時被開啟或起動。
噴射器操作桿56為操作件，該操作件用于改變噴射器29(圖1)的方位。在所述實施例中，噴射器操作桿56也包括一操縱桿。
圖5概略地示出除雪機的方向速度控制桿53的操作。如該圖中所示，方向速度桿53可被手動操作以通過三個連續(xù)范圍“前進(jìn)”、“空檔”和“后退”前后運動。方向速度桿53通常設(shè)置在“空檔”范圍內(nèi)的空檔位置，而當(dāng)其如箭頭Ad所示從該空檔位置朝“前進(jìn)”范圍轉(zhuǎn)換時，除雪機10(圖1)可沿前進(jìn)方向運動或行走?？蛇x擇地，當(dāng)方向速度桿53從該空檔位置朝“后退”范圍轉(zhuǎn)換時，除雪機10可沿后退或向后方向運動或行走。此外，通過在“前進(jìn)”范圍內(nèi)前后轉(zhuǎn)換方向速度控制桿53，可在高速Hf和低速Lf之間可調(diào)節(jié)地改變除雪機10的前進(jìn)行走速度。同樣，通過在“后退”范圍內(nèi)前后轉(zhuǎn)換方向速度控制桿35可在低速Lr和高速Hr之間可調(diào)節(jié)地改變除雪機10的后退行走速度。
在所述實施例中，通過電位計53a(圖2)以這樣的方式產(chǎn)生與方向速度控制桿53的各位置相對應(yīng)的電壓，即0V對應(yīng)于最大后退行走速度，5V對應(yīng)于最大前進(jìn)行走速度，而2.3V到2.7V對應(yīng)于空檔范圍。這樣，單個方向速度控制桿53可以可調(diào)節(jié)地設(shè)定除雪機10的行走方向和速度。
參照圖2，將說明除雪機的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)通過控制單元61而得以加強?？刂茊卧?1具有結(jié)合于其中用于存儲各種信息的存儲設(shè)備或存儲器63?？刂茊卧?1操作以用于基于從存儲器63讀出或檢索到的期望信息項執(zhí)行各種控制，下面將對此進(jìn)行說明。
首先，將說明除雪單元13的操作。發(fā)動機14具有包括節(jié)氣門71的進(jìn)氣系統(tǒng)，該節(jié)氣門71通過電子調(diào)速器65的控制電動機72控制打開和關(guān)閉操作；和阻風(fēng)門73，其由電子調(diào)速器65的控制電動機74控制打開和關(guān)閉操作。電子調(diào)速器65和控制單元61相連接，從而電子調(diào)速器65可基于從控制單元61供應(yīng)的信號操作各個控制電動機72、74，以自動控制節(jié)氣門71的開度和阻風(fēng)門73的開度。節(jié)氣門71的開度由節(jié)氣門位置傳感器75檢測，而阻風(fēng)門73的開度由阻風(fēng)門位置傳感器76檢測。指示節(jié)氣門71和阻風(fēng)門73開度的檢測信號從相應(yīng)的位置傳感器75、76傳遞給控制單元61。
發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)數(shù))由發(fā)動機速度傳感器77檢測。來自發(fā)動機速度傳感器77的檢測信號被供應(yīng)給控制單元61。
當(dāng)發(fā)動機14轉(zhuǎn)動時，發(fā)動機14的輸出部分用于驅(qū)動或轉(zhuǎn)動發(fā)電機81。發(fā)電機81產(chǎn)生的電能供應(yīng)給電池62、左和右電動機21L和21R、以及除雪機10的其它電氣設(shè)備。來自發(fā)動機14的輸出的其余部分通過電磁離合器31供應(yīng)給攪龍27和鼓風(fēng)機28以使其轉(zhuǎn)動。
一旦操作員在抓握行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42的同時起動攪龍開關(guān)45，則使電磁離合器31進(jìn)入接合狀態(tài)，從而使攪龍27和鼓風(fēng)機28通過發(fā)動機14的動力而被驅(qū)動轉(zhuǎn)動。當(dāng)操作員釋放在行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42上的抓握以由此允許桿42返回其初始或自由位置，或可選擇地再次壓下攪龍開關(guān)45時，電磁離合器31就恢復(fù)到分離狀態(tài)。
接下來，將說明行走單元11L和11R的操作。除雪機10包括左和右電磁制動器82L和82R，該電磁制動器的作用類似于傳統(tǒng)機動車輛的停車制動器。更具體地說，左和右電動機21L和21R各自的轉(zhuǎn)軸通過電磁制動器82L和82R而保持制動。在除雪機10的停車期間，電磁制動器82L和82R在控制單元61的控制下處于制動狀態(tài)。可按以下方式使電磁制動器82L和82R處于非制動或釋放狀態(tài)。
一旦方向速度控制桿53轉(zhuǎn)換到前進(jìn)或后退行走位置，并且同時主開關(guān)44處于接通狀態(tài)并且行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42被操作員抓握，則電磁制動器82L、82R處于釋放狀態(tài)?？刂茊卧?1基于從電位計53a接收到的關(guān)于方向速度控制桿53位置的信息，通過左和右電動機驅(qū)動器84L和84R驅(qū)動左和右電動機21L和21R轉(zhuǎn)動，并基于電動機速度傳感器83L和83R的檢測信號執(zhí)行反饋控制，從而使各個電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速采取預(yù)定值。結(jié)果，左和右驅(qū)動輪23L、23R可沿期望方向并以期望速度轉(zhuǎn)動。
將按以下方式實現(xiàn)在除雪機10的行走期間的制動。電動機驅(qū)動器84L和84R中的每一個均包括再生制動電路85L、85R和短路制動電路86L、86R。短路制動電路86L、86R構(gòu)成制動裝置。
當(dāng)操作員一起抓握左轉(zhuǎn)控制桿43L和左手柄18L以便保持相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動開關(guān)43La處于接通狀態(tài)時，控制單元61基于來自轉(zhuǎn)動開關(guān)43La的接通信號，起動左再生制動電路85L以降低左電動機21L的轉(zhuǎn)速。同樣，當(dāng)操作員一起抓握右轉(zhuǎn)動控制桿43R和右手柄18R以便保持相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動開關(guān)43Ra處于接通狀態(tài)時，控制單元61基于來自轉(zhuǎn)動開關(guān)43Ra的接通信號，起動右再生制動電路85R以降低右電動機21R的轉(zhuǎn)速。因此，除雪機10僅在操作員一起抓握左轉(zhuǎn)動控制桿43L和左手柄18L時才向左轉(zhuǎn)動，而僅在操作員一起抓握右轉(zhuǎn)動控制桿43R和右手柄18R時才向右轉(zhuǎn)動。
然后，可通過釋放行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42，并將主開關(guān)44轉(zhuǎn)換回到關(guān)閉狀態(tài)或者將方向速度控制桿53向回轉(zhuǎn)換到空檔位置，使除雪機10停止行走。
當(dāng)攪龍外殼姿勢控制桿或操縱桿55樞轉(zhuǎn)地前后運動時，樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16的電動機16a向前和反方向轉(zhuǎn)動，由此使活塞往復(fù)運動從而伸出和縮回樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16的電液缸致動器的缸體。結(jié)果，攪龍外殼25和鼓風(fēng)機殼體26上下樞轉(zhuǎn)運動。攪龍殼體25的垂直位置由攪龍高度傳感器87檢測，并且來自攪龍高度傳感器87的檢測信號被供應(yīng)到控制單元61。
當(dāng)攪龍殼體姿勢控制桿或操縱桿55左右樞轉(zhuǎn)運動時，滾動驅(qū)動機構(gòu)38的電動機38a向前轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動，由此使活塞往復(fù)運動以伸出和縮回滾動驅(qū)動機構(gòu)38的電磁缸致動器的缸體。結(jié)果，使攪龍外殼25和鼓風(fēng)機殼體26圍繞除雪機10的縱向中心線CL(圖4)左右滾動。攪龍25的滾動位置由滾動位置傳感器88檢測，而來自滾動位置傳感器88的檢測信號被供應(yīng)給控制單元61。
現(xiàn)在參照圖6到12，將說明為了在除雪機10沿前進(jìn)方向行走的同時使用除雪單元13實現(xiàn)除雪操作而在方向速度控制桿53處于“前進(jìn)”范圍內(nèi)且攪龍開關(guān)45處于接通狀態(tài)的條件下由控制單元61執(zhí)行的控制的實施例?？刂茊卧?1包括微型計算機，并且由該微型計算機實現(xiàn)的控制序列在主開關(guān)44從斷開位置轉(zhuǎn)換到接通位置時啟動，而在主開關(guān)轉(zhuǎn)換回到斷開位置時終止該控制序列。
圖6是表示由控制單元61執(zhí)行的用以控制除雪機10的發(fā)動機14以及電動機21L和21R的主程序的流程圖。
圖6的步驟ST01讀取來自模式選擇開關(guān)51的開關(guān)信號。然后，步驟ST02確定模式選擇開關(guān)51的當(dāng)前位置P。如果當(dāng)前位置P是第一控制位置P1，則控制前進(jìn)到步驟ST03。如果當(dāng)前位置P是第二控制位置P2，則控制前進(jìn)到步驟ST04。另選地，如果當(dāng)前位置P是第三控制位置P3，則控制前進(jìn)到步驟ST05。
步驟ST03執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的第一控制模式。在執(zhí)行之后，控制返回步驟ST01。稍后將參照圖7和8說明執(zhí)行第一控制模式的方式。
步驟ST04執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的第二控制模式。在執(zhí)行之后，控制返回步驟ST01。稍后將參照圖9和10說明執(zhí)行第二控制模式的方式。
步驟ST05執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的第三控制模式。在執(zhí)行之后，控制返回步驟ST01。稍后將參照圖11和12說明執(zhí)行第三控制模式的方式。
圖7是表示由控制單元61執(zhí)行以執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的操作的第一控制模式(圖6的步驟ST03)的子程序的流程圖。
圖7的步驟ST101讀取節(jié)氣門操縱桿52的致動量(Sop)，其由電位計52根據(jù)節(jié)氣門操縱桿52的當(dāng)前位置輸出的電壓值表示。然后，步驟ST102根據(jù)節(jié)氣門操縱桿致動量(Sop)確定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Es)。
隨后，步驟ST103讀取方向速度控制桿53的致動量(Rop)，其由電位計53a根據(jù)方向速度控制桿53的當(dāng)前位置輸出的電壓值表示。然后，步驟ST104根據(jù)方向速度控制桿致動量(Rop)確定用于使除雪機10行走的電動機21L和21R的目標(biāo)行走速度(Ms)。
隨后，步驟ST105選擇性地讀出或檢索在存儲器63內(nèi)存儲的關(guān)于第一基準(zhǔn)加速度和第一基準(zhǔn)減速度的數(shù)據(jù)。第一基準(zhǔn)加速度是用作用于執(zhí)行電動機21L和21R加速度控制的基準(zhǔn)的常數(shù)。同樣，第一基準(zhǔn)減速度是用于執(zhí)行電動機21L和21R減速度控制的常數(shù)。
隨后，步驟ST106從存儲器63選擇性地讀出或檢索關(guān)于第一基準(zhǔn)PID的數(shù)據(jù)。第一基準(zhǔn)PID是用作用于執(zhí)行電動機21L和21R轉(zhuǎn)速PID控制的基準(zhǔn)的PID常數(shù)。
然后，步驟ST107通過讀取發(fā)動機速度傳感器77的輸出信號來檢測發(fā)動機14的實際轉(zhuǎn)數(shù)Ne(即實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速)。
隨后，步驟ST108從存儲器63選擇性地讀出或檢索第一負(fù)荷控制圖。如圖8所示，第一負(fù)荷控制圖代表在Y軸上的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne(rpm)和X軸上的行走單元11L和11R的減速度Rd(％)之間建立的對應(yīng)關(guān)系。術(shù)語“減速度Rd”是指電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的下降率(即行走單元11L和11R的行走速度的下降率)，并且還被稱為“減速校正系數(shù)”。如果Mnr代表電動機21L和21R的實際轉(zhuǎn)速，則實際轉(zhuǎn)速Mbr以減速度Rd降低。更具體地，減速之后的電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速Mdr可通過以下表達(dá)式獲得。
Mdr＝Mnr×(100-Rd)/100第一負(fù)荷控制圖的性能特征由線性或直線表示，繪制該直線用于建立實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和減速度Rd之間的相互關(guān)系，從而當(dāng)Ne等于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es時，Rd為0％，而當(dāng)Ne下降到0rmp時，Rd為Rd1％。Rd1設(shè)定成具有相對較小的值。通過這樣準(zhǔn)備的第一負(fù)荷控制圖，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度)隨著實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的降低而輕微地增加。
特別是，當(dāng)除雪機10在電動機21L和21R以實際轉(zhuǎn)速Mnr操作的情況下行走時，減速度Rd＝0％不會導(dǎo)致電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)任何減速，從而在減速之后的轉(zhuǎn)速Mdr等于Mnr。可選擇地，如果Rd＝Rd1％，則Mdr＝Mnr×(100-Rd)/100。此外，如果Rd＝100％，則Mdr＝0，這意味著電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速降低為0，從而除雪機10停止行走。
返回參照圖7，步驟ST108之后為步驟ST109，在該步驟ST109中，根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es控制發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速。在下一步驟ST110，基于目標(biāo)行走速度Ms、第一基準(zhǔn)加速度或減速度、第一基準(zhǔn)PID和第一負(fù)荷控制圖(圖8)控制電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速。按以下方式執(zhí)行電動機轉(zhuǎn)速控制，即當(dāng)實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne示出為相對于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es降低時，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速(即行走單元11L和11R的行走速度)根據(jù)圖8中所示的第一負(fù)荷控制圖減慢。在步驟ST110執(zhí)行的電動機轉(zhuǎn)速控制之后，控制返回圖6中所示的步驟ST03。
圖9是示出由控制單元61執(zhí)行以執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的操作的第二控制模式(圖6中的步驟ST04)的子程序的流程圖。
圖9的步驟ST201讀取方向速度控制桿53的致動量(Rop)，并在下一步驟ST202，根據(jù)方向速度控制桿致動量(Rop)確定電動機21L和21R的目標(biāo)行走速度Ms。
然后，步驟ST203選擇性地讀出或檢索在存儲器63內(nèi)存儲的關(guān)于第二基準(zhǔn)加速度和第二基準(zhǔn)減速度的數(shù)據(jù)。第二基準(zhǔn)加速度是用作用于執(zhí)行電動機21L和21R加速度控制的基準(zhǔn)的常數(shù)。同樣，第二基準(zhǔn)減速度是用于執(zhí)行電動機21L和21R減速度控制的常數(shù)。
隨后，步驟ST204從存儲器63選擇性地讀出或檢索關(guān)于第二基準(zhǔn)PID的數(shù)據(jù)。第二基準(zhǔn)PID是用作用于執(zhí)行電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的PID控制的基準(zhǔn)的PID常數(shù)。
然后，步驟ST205通過讀取節(jié)氣門位置傳感器75的輸出信號檢測節(jié)氣門71的開度Sa。
隨后，步驟ST206從存儲器63選擇性地讀出或檢索第二負(fù)荷控制圖。如圖10所示，第二負(fù)荷控制圖代表在Y軸上的節(jié)氣門71的開度Sa(％)和X軸上的行走單元11L和11R的減速度Rd(％)之間建立的對應(yīng)關(guān)系。節(jié)氣門開度Sa具有第一范圍和第二范圍，該第一范圍限定在節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)與部分打開的中間位置(Sa＝Sa2％)之間，該部分打開的中間位置位于節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置和完全打開位置(Sa＝100％)之間，該第二范圍限定在節(jié)氣門71的該中間位置和完全打開位置之間。該中間位置位于完全打開位置附近。第二負(fù)荷控制圖具有由在其中間位置向上彎曲的線表示的性能特征。第二負(fù)荷控制圖的性能特性線被確定成這樣，即電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的下降(即減速)率Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度Rd)設(shè)定為在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)比在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)小，該下降率隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加。
更具體地說，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度)設(shè)定為在節(jié)氣門開度Sa從0％增大到Sa1％時Rd為0％，當(dāng)Sa為Sa2％時Rd為Rd2％，并且當(dāng)Sa為100％時Rd為Rd3％，其中Sa1小于Sa2，Rd2小于Rd3并且Rd3小于100％。
在Sa1％和Sa2％之間延伸的第一節(jié)氣門開度范圍的該部分內(nèi)，第二負(fù)荷控制圖的性能特征線的梯度(如第一線段Q1所示)比在Sa2％和100％之間延伸的第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)的梯度(如第二線段Q2所示)更陡或更大。
如上所述，在限定于節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)和部分打開的中間位置(Sa＝Sa2％)之間的第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度)設(shè)定為以第一速率隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加。在限定于節(jié)氣門71的部分打開的中間位置(Sa＝Sa2％)和完全打開位置(Sa＝100％)之間的第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd設(shè)定為以第二速率隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加，該第二速率大于在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)實現(xiàn)的第一速率。
當(dāng)發(fā)動機14的實際轉(zhuǎn)速Ne因除雪單元13上的負(fù)荷增加而下降時，節(jié)氣門71的開度Sa增大。在此情況下，根據(jù)第二負(fù)荷控制圖，與節(jié)氣門開度Sa的增加相比，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速(即行走單元11L和11R的行走速度)適當(dāng)?shù)亟档汀?br> 返回參照圖9，在步驟ST206之后為步驟ST207，在該步驟ST207中，根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es控制發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速。在下一步驟ST208，基于目標(biāo)行走速度Ms、第二基準(zhǔn)加速度或減速度、第二基準(zhǔn)PID和第二負(fù)荷控制圖(圖10)控制電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速。按以下方式執(zhí)行電動機轉(zhuǎn)速控制，即當(dāng)實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne隨著負(fù)荷的增加而降低時，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速，即行走單元11L和11R的行走速度根據(jù)圖10中所示的第一負(fù)荷控制圖減慢。在步驟ST208的電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速控制之后，控制返回圖6中所示的步驟ST04。
圖11是表示由控制單元61執(zhí)行以執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的操作的第三控制模式(圖6中的步驟ST05)的子程序的流程圖。
圖11的步驟ST301從存儲器63讀出或檢索發(fā)動機14的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Es。然后，步驟ST302讀取方向速度控制桿53的致動量(Rop)，并在下一步驟ST303，根據(jù)方向速度控制桿致動量(Rop)確定電動機21L和21R的目標(biāo)行走速度Ms。
然后，步驟ST304選擇性地讀出或檢索在存儲器63中存儲的關(guān)于第三基準(zhǔn)加速度和第三基準(zhǔn)減速度的數(shù)據(jù)。第三基準(zhǔn)加速度是用作用于執(zhí)行電動機21L和21R加速度控制的基準(zhǔn)的常數(shù)。同樣，第三基準(zhǔn)減速度是用于執(zhí)行電動機21L和21R減速度控制的常數(shù)。
隨后，步驟ST305從存儲器63選擇性地讀出或檢索關(guān)于第三基準(zhǔn)PID的數(shù)據(jù)。第三基準(zhǔn)PID是用作用于執(zhí)行電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速PID控制的基準(zhǔn)的PID常數(shù)。
然后，步驟ST306通過讀取節(jié)氣門位置傳感器75的輸出信號檢測節(jié)氣門71的開度Sa。
在下一步驟S307，設(shè)置關(guān)于電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的預(yù)定速度極限。在第三控制模式中，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速被限制以便使行走單元11L和11R的行走速度降低為大約一半。此設(shè)置確保除雪機10能夠以較高穩(wěn)定性行走，從而與第一和第二控制模式相比，獲得更高完成精度的除雪操作，稍后將對此說明。
隨后，步驟ST308從存儲器63選擇性地讀出或檢索第三負(fù)荷控制圖。如圖12所示，第三負(fù)荷控制圖代表在Y軸上的節(jié)氣門71的開度Sa(％)和X軸上的行走單元11L和11R的減速度Rd(％)之間建立的對應(yīng)關(guān)系。節(jié)氣門開度Sa具有第一范圍和第二范圍，該第一范圍限定在節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)和部分打開的中間位置(Sa＝Sa4％)之間，該部分打開的中間位置位于節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置與完全打開位置(Sa＝100)之間，該第二范圍限定在節(jié)氣門71的該部分打開的中間位置和完全打開位置之間。第三負(fù)荷控制圖具有由在其中間位置向上彎曲的線表示的性能特征。第三負(fù)荷控制圖的性能特征線確定為電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度Rd)設(shè)定為在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)比在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)大，該減速度隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加。
更具體地說，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度)設(shè)定為在節(jié)氣門開度Sa從0％增大到Sa3％時Rd為0％，當(dāng)Sa為Sa4％時Rd為Rd4％，并且當(dāng)Sa為100％時Rd為100％，其中Sa3小于Sa4，并且Rd4小于100％。
在Sa3％和Sa4％之間延伸的第一節(jié)氣門開度范圍的部分中，第三負(fù)荷控制圖的性能特征線的梯度(如第一線段Q3指示)比在Sa4％和100％之間延伸的第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)的梯度(如第二線段Q4指示)更平緩或更小。
如上所述，在限定于節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)和部分打開的中間位置(Sa＝Sa4％)之間的第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度)設(shè)定為以第一速率隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加。在限定于節(jié)氣門71的部分打開的中間位置(Sa＝Sa4％)和完全打開位置(Sa＝100％)之間的第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速的減速度Rd(即行走單元11L和11R的行走速度的減速度)設(shè)定為以第二速率隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加，該第二速率小于在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)實現(xiàn)的第一速率。
當(dāng)發(fā)動機14的實際轉(zhuǎn)速Ne因負(fù)荷增加而下降時，節(jié)氣門71的開度Sa增大。在此情況下，根據(jù)第三負(fù)荷控制圖，當(dāng)節(jié)氣門開度Sa增加時，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速(即行走單元11L和11R的行走速度)迅速降低。
返回參照圖11，在步驟ST308之后為步驟ST309，在該步驟ST309中，根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es控制發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速。在下一步驟ST310，基于目標(biāo)行走速度Ms、第三基準(zhǔn)加速度或減速度、第三基準(zhǔn)PID和第三負(fù)荷控制圖(圖12)控制電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速。按以下方式執(zhí)行電動機轉(zhuǎn)速控制，即當(dāng)實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne因負(fù)荷增加而降低時，電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速，即行走單元11L和11R的行走速度根據(jù)圖12中所示的第三負(fù)荷控制圖減慢或降低。在步驟ST310中對電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速控制之后，控制返回圖6中所示的步驟ST05。
在步驟ST105、ST205和ST304中指定的分配給各個基準(zhǔn)加速度和減速度的常數(shù)設(shè)定如下。通過以第二基準(zhǔn)加速度和第二基準(zhǔn)減速度為標(biāo)準(zhǔn)，將第一基準(zhǔn)加速度和第一基準(zhǔn)減速度分別設(shè)定為大于第二基準(zhǔn)加速度和第二基準(zhǔn)減速度，而將第三基準(zhǔn)加速度和第三基準(zhǔn)減速度分別設(shè)定為小于第一基準(zhǔn)加速度和第一基準(zhǔn)減速度。換句話說，第一、第二和第三基準(zhǔn)加速度和減速速的常數(shù)按以下方式設(shè)定，即電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速在第一控制模式下采取高速，在第二控制模式下采取中速，而在第三控制模式下采取低速。
分別在步驟ST106、ST206和ST305中使用的、用于執(zhí)行行走速度PID(比例加積分加微分)控制的第一、第二和第三PID常數(shù)按以下方式設(shè)定，即使得第一和第二控制模式內(nèi)的響應(yīng)時間縮短，而使得第三控制模式內(nèi)的響應(yīng)時間延長。
在各控制模式中所實現(xiàn)的發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne的調(diào)節(jié)如下。
在第一控制模式中，不管攪龍開關(guān)45的接通/斷開狀態(tài)如何，都可應(yīng)操作員的要求而通過手動操作節(jié)氣門操縱桿52來調(diào)節(jié)發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne。根據(jù)本發(fā)明，可修改設(shè)置以便僅在攪龍開關(guān)45處于接通狀態(tài)時才能調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne。
在第二控制模式中，如果攪龍開關(guān)45處于斷開狀態(tài)，則發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne保持處于預(yù)設(shè)的給定低速度值?？蛇x擇地，當(dāng)攪龍開關(guān)45處于接通狀態(tài)時，可根據(jù)操作員的意愿通過手動操作節(jié)氣門操縱桿來調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne。在此情況下，可大約在最大發(fā)動機輸出下獲得最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
在第三控制模式內(nèi)，當(dāng)攪龍開關(guān)45處于斷開狀態(tài)時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne保持處于預(yù)定的給定較低速度值?？蛇x擇地，當(dāng)攪龍開關(guān)45處于接通狀態(tài)時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne保持處于預(yù)定的給定高速度值，該值基本對應(yīng)于發(fā)動機14的最大轉(zhuǎn)矩。
從前文說明可清楚地看到，鑒于在除雪負(fù)荷和行走速度之間建立的相互關(guān)系，只有當(dāng)攪龍開關(guān)45處于接通狀態(tài)時才根據(jù)相應(yīng)的負(fù)荷控制圖控制行走單元11L和11R的行走速度。
在上述控制程序中，可使用脈寬調(diào)制(PWM)按以下方式控制左和右電動機21L和21R，即根據(jù)從控制單元61供應(yīng)的控制信號，電動機驅(qū)動器84L和84R產(chǎn)生具有脈寬調(diào)制的脈沖信號以控制電動機21L和21R的轉(zhuǎn)動。
如至此所述，實施本發(fā)明的除雪機10包括安裝在機體19上用于驅(qū)動除雪單元13的發(fā)動機14；安裝在機體19上的左右電動機21L和21R，其用于以可變速度驅(qū)動左和右行走單元11L和11R以便能夠使機體19并由此使除雪機10沿地面行走；以及安裝在機體19上的控制單元61，其用于控制除雪機10的行走速度，同時保持發(fā)動機14與電動機21L和21R在操作上彼此相連?？刂茊卧?1基于多個負(fù)荷控制模式控制發(fā)動機14的輸出和除雪機10的行走速度，所述每個負(fù)荷控制模式與除雪單元13上的負(fù)荷相對應(yīng)。所述多個負(fù)荷控制模式包括第一控制模式，在該第一控制模式下由操作員基于發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne通過手動操作執(zhí)行控制；第二控制模式，在該第二控制模式下執(zhí)行控制從而使除雪機10的行走速度相對于與發(fā)動機14相關(guān)聯(lián)的節(jié)氣門71的開度Sa的增加適當(dāng)降低；和第三控制模式，在該第三控制模式下執(zhí)行控制從而使除雪機10的行走速度隨著節(jié)氣門71的開度Sa的增加而以比第二控制模式內(nèi)實現(xiàn)的程度更大的程度降低。
第一控制模式為所謂的“手動”模式，這是因為其基于發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne通過操作員的手動操作來執(zhí)行行走速度的控制。發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne隨著除雪單元13上負(fù)荷的增加而趨于降低。在此情況下，操作員可通過感測到發(fā)送機轉(zhuǎn)速Ne的降低而得知除雪單元13上的負(fù)荷的增加。當(dāng)感測到發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne降低時，操作員沿增加節(jié)氣門71的開度Sa的方向手動操作節(jié)氣門操縱桿52至使發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne保持為期望值的程度。由于第一控制模式設(shè)置為基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne進(jìn)行負(fù)荷控制，因此該控制模式可用于其中操作員可得知除雪單元13上的負(fù)荷中的變化的應(yīng)用。由于控制單元60幾乎不干預(yù)，因此第一控制模式允許操作員在操作或操縱除雪機10時完全反映出他的意愿或希望。
鑒于上文，當(dāng)操作員希望按他自己的判斷操作除雪機時，應(yīng)優(yōu)選選擇第一控制模式。因此，第一控制模式尤其適合于由熟練操作員進(jìn)行操作。
第二控制模式為所謂的“動力”或“半自動”模式，這是因為其按這樣的方式執(zhí)行控制，即行走速度相對于節(jié)氣門71的開度Sa的增加而適度地降低。當(dāng)除雪單元13上的負(fù)荷增加時，發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne趨于減慢或降低。在此情況下，操作員可沿增加節(jié)氣門71的開度Sa的方向操縱節(jié)氣門操縱桿52，以便使發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne保持為期望值。在第二控制模式中，只要發(fā)動機14的動力可使除雪單元13操作，則控制單元61就很少進(jìn)行干預(yù)。
此外，在第二控制模式下，使行走速度相對于節(jié)氣門71的開度Sa的增加適度降低。因此，當(dāng)即使在除雪單元13的重負(fù)荷狀況下操作員仍不希望行走速度發(fā)生顯著的減速時，優(yōu)選選擇第二控制模式。第二控制模式尤其適合于半熟練操作員或希望迅速和有效地實現(xiàn)除雪操作的那些操作員進(jìn)行操作。在第二控制模式下，操作員可沿減慢發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的方向轉(zhuǎn)換節(jié)氣門操縱桿71，從而調(diào)節(jié)距噴射器26的拋雪距離。
第三控制模式是所謂的“自動”模式，這是因為其按以下方式執(zhí)行控制，即行走速度隨著節(jié)氣門71的開度Sa的增加而以比第二控制模式中實現(xiàn)的程度更大的程度降低。在第三控制模式下，如果除雪單元13上的負(fù)荷增加，則節(jié)氣門71的開度Sa自動增加到可使發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne保持為期望值的程度。在此情況下，行走速度相對于節(jié)氣門71的開度Sa的增加大大減慢。因此，當(dāng)除雪單元13上的負(fù)荷增加時，會使除雪機10的行走速度大大減慢。當(dāng)操作員希望抑制除雪單元13上的負(fù)荷增加同時允許行走速度發(fā)生一定的減慢或降低時，優(yōu)選選擇第三控制模式。在選擇第三控制模式時，可確保操作員能夠最容易地操作除雪機并提供很好的結(jié)果。
作為將通過控制單元61實現(xiàn)的控制模式，實施本發(fā)明的除雪機10具有三種控制模式，即尤其適合于熟練操作員的手動第一控制模式，尤其適合于半熟練操作員的半自動第二控制模式，和尤其適合于不熟練的操作員的自動第三控制模式。具有這種多個不同控制模式的除雪機10對于不同技能水平的所有個體操作員都是高度用戶友好的。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選形式中，第一控制模式被設(shè)定或設(shè)置成行走速度的下降率隨著發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne的降低而增加。第二控制模式設(shè)置成使行走速度的下降率(即減速度)設(shè)定為在節(jié)氣門開度Sa的第一范圍內(nèi)小于在節(jié)氣門開度Sa的第二范圍內(nèi)，該下降率隨著節(jié)氣門71的開度Sa的增加而增加，其中該第一節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(節(jié)氣門全關(guān)位置)和部分打開的中間位置之間，該部分打開的中間位置位于節(jié)氣門71的該完全關(guān)閉位置和完全打開位置(節(jié)氣門全開位置)之間，而該第二節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門71的該中間節(jié)氣門位置和節(jié)氣門全開位置之間。第三控制模式設(shè)置成使得行走速度的下降率(即減速度)設(shè)定為在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)大于在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，該下降率隨著節(jié)氣門71的開度Sa的增加而增加，該第一節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置和部分打開的中間位置之間，該部分打開的第二中間位置位于所述完全關(guān)閉位置和節(jié)氣門71的完全打開位置之間，并且該第二節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門71的該第二中間位置和節(jié)氣門全開位置之間。
第一控制模式是為了引起操作員對不適當(dāng)負(fù)荷的出現(xiàn)引起注意而提供的模式。為此，第一控制模式僅需要在發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速Ne降低時增加行走速度的下降率或減速度。通過選擇第一控制模式，當(dāng)除雪單元13承受不適當(dāng)?shù)呢?fù)荷時，會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne減慢，并且除雪機10的行走速度將因減速度的增加而降低。在此情況下，操作員可通過感測除雪機行走速度的降低而得知出現(xiàn)不適當(dāng)?shù)呢?fù)荷。結(jié)果，操作員能夠根據(jù)除雪單元13上的負(fù)荷變化而按自己的意愿自由操作除雪機。
在選擇第二控制模式時可使操作員將節(jié)氣門71的開度Sa增大到接近發(fā)動機14的性能極限，從而使除雪單元13在高負(fù)荷條件下連續(xù)操作而不會使得除雪機10的行走速度出現(xiàn)明顯降低(即，同時使除雪機10的行走速度保持為基本恒定值)。結(jié)果，可迅速且有效地執(zhí)行除雪操作。
在第二控制模式下，如從圖10中所示的第二負(fù)荷控制圖可理解的，當(dāng)節(jié)氣門71的開度Sa從0％增大到接近節(jié)氣門全開位置的Sa2％時，行走速度的減速度少量地增加，即從0％到Rd2％。換句話說，在限定于節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)和部分打開的中間位置(Sa＝Sa2％)之間的第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，行走速度的下降率(即減速度)Rd設(shè)定為以第一速率隨著節(jié)氣門71開度Sa的增加而增加。在限定于節(jié)氣門71的部分打開的中間位置(Sa＝Sa2％)和完全打開位置(Sa＝100％)之間的第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，行走速度的下降率(即減速度)Rd設(shè)定為以第二速率隨著節(jié)氣門71的開度Sa的增加而增加，該第二速率大于在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)實現(xiàn)的第一速率。
在除雪機10中，攪龍27和鼓風(fēng)機28的轉(zhuǎn)速隨著發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速而增加。因此，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時攪龍27的收集雪的能力以及鼓風(fēng)機28通過噴射器29將收集的雪拋擲到一定距離處的能力(它們代表除雪單元13的性能)增加。為了增加發(fā)送機轉(zhuǎn)速，應(yīng)增加節(jié)氣門開度Sa。但是，由于隨著節(jié)氣門開度Sa的增加而增加的行走速度的減速度Rd設(shè)定為相對較小，因此即使發(fā)動機14上的負(fù)荷增加，除雪機10的行走速度也不會減慢很多。
因此，在第二控制模式下，可將節(jié)氣門71的開度Sa增大到接近發(fā)動機14的性能極限，從而使除雪單元13能夠在高負(fù)荷條件下連續(xù)操作，同時使除雪機10的行走速度保持一基本恒定值。因此，除雪機10能夠迅速有效地完成除雪操作。
當(dāng)選擇第三控制模式時，節(jié)氣門開度Sa的微小增加可使得除雪機10的行走速度大大降低。通過這樣減慢除雪機10的行走速度，可減小除雪單元13上的負(fù)荷，從而減小發(fā)動機負(fù)荷。
在第三控制模式下，如從圖12中所示的第三負(fù)荷控制圖可理解，當(dāng)節(jié)氣門71的開度Sa從完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)變化到部分打開的中間位置(Sa＝Sa4％)時，行走速度的減速度Rd從0％增大到Rd4％，Rd4％接近100％。換句話說，在限定于節(jié)氣門71的完全關(guān)閉位置(Sa＝0％)和部分打開的中間位置(Sa＝Sa4％)之間的第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，行走速度的下降率(即減速度)Rd設(shè)定為以第一速率隨著節(jié)氣門71開度Sa的增加而增加。在限定于節(jié)氣門71的部分打開的中間位置(Sa＝Sa4％)和完全打開位置(Sa＝100％)之間的第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，行走速度的下降率(即減速度)Rd設(shè)定為以第二速率隨著節(jié)氣門71的開度Sa的增加而增加，該第二速率小于在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)實現(xiàn)的第一速率。當(dāng)Sa＝100％時，Rd＝100％，這意味著除雪機10停止沿地面行走。
在除雪機10中，待清除的雪量、即除雪單元13上的負(fù)荷隨除雪機10行走速度的增加而增加。為了確保以穩(wěn)定的方式執(zhí)行除雪操作，優(yōu)選地，(a)增大節(jié)氣門71的開度Sa以維持發(fā)動機14的期望轉(zhuǎn)速Ne；或(2)降低除雪機10的行走速度以減小除雪單元13上的負(fù)荷。
第三控制模式對于這種應(yīng)用尤其有用，這是因為當(dāng)除雪單元13上的負(fù)荷增加時，節(jié)氣門71的開度Sa增加，同時與節(jié)氣門71的開度Sa的增加率相比除雪機10的行走速度更大地降低。通過這樣減慢除雪機10的行走速度，可抑制除雪單元13上的負(fù)荷的不適當(dāng)?shù)脑黾?，并以改進(jìn)的完工質(zhì)量穩(wěn)定地實現(xiàn)除雪操作。此外，由于發(fā)動機14沒有承受不適當(dāng)?shù)呢?fù)荷，因此除雪機10燃料經(jīng)濟(jì)性良好。
通過這樣提供可根據(jù)個體操作員的技能水平選擇的三種不同的控制模式，除雪機10對于包括不熟練、半熟練和熟練操作員的所有操作員都非常易于使用?？赏ㄟ^將模式選擇開關(guān)51的旋鈕51a轉(zhuǎn)到期望位置來容易地選擇第一、第二和第三控制模式。
現(xiàn)在，將參照圖13到16給出操作除雪機方式的描述。如圖13A所示，操作員用右手49R沿如箭頭“a1”所示的順時針方向?qū)⒅鏖_關(guān)44從斷開位置轉(zhuǎn)動到接通位置，從而啟動發(fā)動機14。然后，操作員用左手49L沿如箭頭“a2”所示的逆時針方向轉(zhuǎn)動模式選擇開關(guān)51的旋鈕51a，從而為除雪操作設(shè)定期望的控制模式。在所示實施例中，選擇了第三控制模式(自動位置)P3(圖3)。隨后，如圖13C所示，操作員用左手49L一起抓握行走準(zhǔn)備桿42和左手柄18L，并在保持抓握行走準(zhǔn)備桿42的同時，操作員如箭頭“a3”所示將方向速度控制桿53從空檔位置轉(zhuǎn)換到前進(jìn)行走范圍(前進(jìn)位置)。除雪機10現(xiàn)在開始沿前進(jìn)方向行走。
如圖14A所示，操作員然后如箭頭“a4”所示釋放方向速度控制桿53并用右手49R抓握右手柄18R。除雪機10沿前進(jìn)方向繼續(xù)其行走。隨后，操作員如圖14B中的箭頭“a5”所示按下攪龍開關(guān)45，從而使用經(jīng)由電磁離合器31傳遞的來自發(fā)動機14的動力驅(qū)動攪龍27(圖1)轉(zhuǎn)動。除雪機10目前處于準(zhǔn)備開始除雪操作的狀態(tài)。在此情況下，如果模式選擇開關(guān)51已被設(shè)定在第一控制位置(手動位置)P1，則操作員需要用其右手49R如圖14C中的箭頭“a6”所示前后轉(zhuǎn)換方向速度控制桿53，從而調(diào)節(jié)除雪機10的前進(jìn)行走速度。在圖14A到14C中所示的全部操作中，行走準(zhǔn)備桿42一直處于由操作員抓握的狀態(tài)。
在除雪操作期間，操作員可用其右手49R如圖15A中的箭頭“a7”所示前后和左右致動或轉(zhuǎn)換攪龍外殼姿勢控制桿55，從而可針對待清除積雪的特征合適地調(diào)節(jié)攪龍27(圖2)的高度和滾動。當(dāng)攪龍27要返回其初始位置時，操作員用其右手拇指如圖15B中的箭頭“a8”所示壓下復(fù)位開關(guān)54，由此攪龍27通過樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16(圖2)和滾動驅(qū)動機構(gòu)38(圖2)的作用而恢復(fù)其初始姿勢。此外，操作員可用其右手如圖15C中的箭頭“a9”所示前后和左右致動或轉(zhuǎn)換噴射器操作桿56，從而噴射器29(圖1)可采取將待清除的雪拋擲到期望位置所必需的期望定向。在此期間，行走準(zhǔn)備桿42一直由操作員的左手49抓握，如圖15A到15C中所示。
由于如上文參照圖13B所述將模式選擇開關(guān)51設(shè)定在第三控制位置(自動位置)P3，因此操作員不需要致動節(jié)氣門操縱桿52。另一方面，如果已通過模式選擇開關(guān)51選擇了第一控制位置(手動位置)P1，則操作員需要用其右手49R如圖16A中的箭頭“a10”所示致動節(jié)氣門操縱桿52，以便根據(jù)將被清除的雪的狀況調(diào)節(jié)發(fā)動機(圖1)的轉(zhuǎn)速?？蛇x擇地，如果已經(jīng)通過模式選擇開關(guān)51選擇了第二控制位置(動力位置)P2，則可通過以合適的方式轉(zhuǎn)換節(jié)氣門操縱桿52調(diào)節(jié)距噴射器29的拋雪距離。
當(dāng)操作員其用右手49R使速度方向控制桿52經(jīng)過空檔范圍轉(zhuǎn)換到后退行走范圍(后退位置)時，如圖16B中的箭頭“a11”所示，除雪機10開始沿后退或向后方向行走。因此，操作員可中斷除雪操作。如果操作員希望重新開始除雪操作，則他或她將用其右手49R使方向速度控制桿53從后退范圍經(jīng)過空檔范圍轉(zhuǎn)換到前進(jìn)范圍，如圖16C中的箭頭“a12”所示。在圖16A到16C中所示的操作期間，行走準(zhǔn)備桿42一直由操作員的左手49L抓握。
操作員僅需在開始除雪操作之前操作一次模式選擇開關(guān)51。在除雪操作期間，行走準(zhǔn)備桿42應(yīng)保持由操作員抓握。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的除雪機10包括設(shè)置在操作部分40上的模式選擇開關(guān)51，用于由操作員操作該開關(guān)以從多種可選除雪操作模式中選擇一種除雪操作模式，該多種可選除雪操作模式基于機體的行走速度、發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機的節(jié)氣門開度的組合而預(yù)先設(shè)定在控制單元61中。具有這種模式選擇開關(guān)51的除雪機10對用戶友好，這是因為操作員可選擇一種最適合他的除雪操作技能水平的操作模式。
通常在除雪操作開始之前操作一次模式選擇開關(guān)51，而在除雪操作期間，行走準(zhǔn)備開關(guān)一直由操作員抓握。此外，在除雪操作期間，在操作員的一只手保持抓握行走準(zhǔn)備桿42的同時，操作員使用另一只手頻繁地致動攪龍外殼姿勢控制桿(除雪單元姿勢控制件)55。因此，模式選擇開關(guān)51優(yōu)選地位于行走準(zhǔn)備桿42之前，從而使模式選擇開關(guān)51和攪龍外殼姿勢控制桿55不會相互干擾。這會提高除雪操作的效率。
另外，由于節(jié)氣門操縱桿(調(diào)節(jié)件)52位于模式選擇開關(guān)51附近，因此該設(shè)置允許操作者在已通過模式選擇開關(guān)51選擇手動位置P1時調(diào)節(jié)節(jié)氣門52的位置以便調(diào)節(jié)發(fā)動機功率，而在已通過模式選擇開關(guān)51選擇動力位置P2時，調(diào)節(jié)節(jié)氣門52的位置以便調(diào)節(jié)距噴射器29的拋雪距離。通過節(jié)氣門操縱桿52和模式選擇開關(guān)51的接近設(shè)置，除雪機10能夠提供更高程度的操作性能。
模式選擇開關(guān)51優(yōu)選包括多位置旋轉(zhuǎn)開關(guān)，而節(jié)氣門操縱桿52優(yōu)選設(shè)置成前后轉(zhuǎn)換并布置在模式選擇開關(guān)51和行走準(zhǔn)備桿42之間。通過該設(shè)置，可以控制模式選擇開關(guān)51的手動和動力位置P1和P2以及處于彼此相互聯(lián)鎖關(guān)系的發(fā)動機功率和拋雪距離(其可隨著節(jié)氣門操縱桿52的位置變化)。這將增加除雪操作的效率。
圖17和18表示根據(jù)本發(fā)明修改例的操作部分40’。修改的操作部分40’與圖3和4中所示的操作部分40的不同之處僅在于主開關(guān)44’和模式選擇開關(guān)51’的結(jié)構(gòu)和功能。
如圖17所示，主開關(guān)44’是傳統(tǒng)的點火開關(guān)，該開關(guān)在操作員轉(zhuǎn)動插在開關(guān)44’中的鑰匙孔(未示出)內(nèi)的主鑰匙時被起動以啟動發(fā)動機14。主開關(guān)44’具有三個開關(guān)位置，即斷開位置、接通位置和起動(啟動)位置，這三個開關(guān)位置按指定順序圍繞鑰匙孔沿順時針方向依次設(shè)置。將主鑰匙設(shè)定在斷開位置不僅關(guān)閉發(fā)動機14，而且還會關(guān)掉除雪機10的所有電氣系統(tǒng)。將主鑰匙從斷開位置轉(zhuǎn)換到接通位置可起動除雪機10中的所有電氣系統(tǒng)而同時保持發(fā)動機14處于關(guān)閉或停止?fàn)顟B(tài)。將主鑰匙設(shè)定在起動(啟動)位置可起動或啟動發(fā)動機14。此外，將主鑰匙從起動(啟動)位置轉(zhuǎn)換到接通位置可使被起動的發(fā)動機14直接改變到其全面運轉(zhuǎn)。
當(dāng)主鑰匙設(shè)定在接通位置時，用于將電力從電池62(圖2)供應(yīng)到電動機21L和21R的電氣系統(tǒng)處于起動狀態(tài)，從而即使在發(fā)動機14處于關(guān)閉狀態(tài)時，除雪機10也可執(zhí)行電池模式行走操作，其中電動機21L和21R僅通過從電池62供應(yīng)的電力驅(qū)動。
模式選擇開關(guān)51’是可手動操作的多位置開關(guān)，該開關(guān)設(shè)置成用于選擇待在控制單元61(圖2)中設(shè)定的可選行走控制模式(除雪操作模式)。在所示實施例中，模式選擇開關(guān)51包括具有旋鈕51a’的旋轉(zhuǎn)開關(guān)，該旋鈕可手動操作以圍繞其自身軸線在第一控制位置P1、第二控制位置P2、第三控制位置P3和第四控制位置P4之間進(jìn)行角運動，這四個控制位置按指定順序圍繞旋鈕51a’的旋轉(zhuǎn)軸線依次設(shè)置。模式選擇開關(guān)51具有四個分別與旋鈕51a的第一、第二、第三和第四控制位置P1、P2、P3和P4相對應(yīng)的開關(guān)位置。在各開關(guān)位置，模式選擇開關(guān)51產(chǎn)生不同的開關(guān)信號。
當(dāng)模式選擇開關(guān)51’被切換成采取第一控制位置P1時，其向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示該控制單元61按第一控制模式執(zhí)行控制操作。同樣，當(dāng)模式選擇開關(guān)51’被切換成采取第二控制位置P2時，其向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示該控制單元61按第二控制模式執(zhí)行控制操作。當(dāng)模式選擇開關(guān)51’被切換成采取第三控制位置P3時，其向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示該控制單元61按第三控制模式執(zhí)行控制操作。當(dāng)模式選擇開關(guān)51’被切換成采取第四控制位置P4時，其向控制單元61發(fā)送開關(guān)信號，指示該控制單元61按第四控制模式執(zhí)行控制操作。
現(xiàn)在參照圖19和20，將說明為了在除雪機10沿著前進(jìn)方向行走的同時用除雪單元13實現(xiàn)除雪操作而在方向速度控制桿53處于“前進(jìn)”范圍(見圖5)并且攪龍開關(guān)45處于接通狀態(tài)的條件下，由控制單元61基于來自修改的操作部分51(圖17)的指令而執(zhí)行的控制的另一個實施例。
圖19是表示由控制單元61執(zhí)行以控制除雪機10的發(fā)動機14以及電動機21L和21R的操作的主程序的流程圖。
圖19的步驟ST1901讀取來自主開關(guān)44’(圖17和18)的開關(guān)信號。然后，步驟ST1902確定主開關(guān)44’是否處于接通位置。如果在步驟ST1902中的確定是肯定的(是)，則控制前進(jìn)到步驟ST1903?？蛇x擇地，如果在ST1902中的確定是否定的(否)，則控制返回步驟ST1901。
步驟ST1903讀取來自模式選擇開關(guān)51’(圖17和18)的開關(guān)信號。然后，步驟ST1904確定模式選擇開關(guān)51’的當(dāng)前位置P。如果當(dāng)前位置P為第一控制位置P1，則控制前進(jìn)到步驟ST1905。如果當(dāng)前位置P為第二控制位置P2，則控制前進(jìn)到步驟ST1906。如果當(dāng)前位置P為第三控制位置P3，則控制前進(jìn)到步驟ST1907。另選地，如果當(dāng)前位置P為第四控制位置P4，則控制前進(jìn)到步驟ST1908。
步驟ST1905執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的第一控制模式。在該第一控制模式的執(zhí)行之后，控制返回步驟ST1903。第一控制模式以與上述參照圖7和8所述相同的方式執(zhí)行，并且可省略對其的進(jìn)一步說明。
步驟ST1906執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的第二控制模式。在執(zhí)行該第二控制模式之后，控制返回步驟ST1903。第二控制以與上述參照圖9和10相同的方式執(zhí)行，并且可省略對其的進(jìn)一步說明。
步驟ST1907執(zhí)行用于控制發(fā)動機14以及電動機21L和21R的第三控制模式。在執(zhí)行之后，控制返回步驟ST1903。第三控制模式以與上述參照圖11和12相同的方式執(zhí)行，并且可省略對其的進(jìn)一步說明。
步驟ST1908執(zhí)行第四控制模式，在該控制模式下執(zhí)行控制從而使電動機21L和21R在發(fā)動機14處于關(guān)閉狀態(tài)時僅通過從電池62供應(yīng)的電力操作(圖2)。在該第四控制模式的執(zhí)行之后，控制返回步驟ST1903。下面將參照圖20更詳細(xì)地說明該第四控制模式的執(zhí)行方式。
圖20是表示將由控制單元61執(zhí)行以執(zhí)行第四控制模式(圖19的步驟ST1908)的子程序的流程圖。
圖20的步驟ST401關(guān)閉發(fā)動機14或保持發(fā)動機14的關(guān)閉狀態(tài)。然后，步驟ST402讀取來自各個開關(guān)的信號，該信號包括來自與行走準(zhǔn)備桿42相關(guān)聯(lián)的行走準(zhǔn)備開關(guān)42a(圖2)的開關(guān)信號和來自模式選擇開關(guān)51’的開關(guān)信號，以及來自指示方向速度控制桿53的致動方向和方向速度控制桿53的致動量(Rop)的電位計53a的輸出電壓信號。方向速度控制桿致動方向和致動量由方向速度控制桿53的當(dāng)前位置確定，并且作為電動機21L和21R的目標(biāo)行走速度指令而被供應(yīng)給控制單元61。
隨后，步驟ST403確定行走準(zhǔn)備開關(guān)42a是否處于接通位置(即行走準(zhǔn)備桿42是否保持由操作員抓握)。如果在ST403中的確定是肯定的(是)，則控制前進(jìn)到步驟ST404?？蛇x擇地，如果在ST403中的確定是否定的(否)，則控制跳轉(zhuǎn)到步驟ST407。
步驟ST404確定方向速度控制桿53處于“前進(jìn)”行走范圍還是“后退”行走范圍。如果確定是肯定的(是)，則控制前進(jìn)到步驟ST405?？蛇x擇地，如果確定是否定的(否)，則控制轉(zhuǎn)到步驟ST407。
步驟ST405基于方向速度控制桿53的致動量Pop確定電動機21L和21R的目標(biāo)行走速度Ms。隨后，步驟ST406基于目標(biāo)行走速度Ms執(zhí)行電動機21L和21R的轉(zhuǎn)速控制，之后，控制前進(jìn)到步驟ST408。
步驟ST407使電動機21L和21R關(guān)閉，然后控制前進(jìn)到步驟ST408。步驟ST408確定模式選擇開關(guān)51’是否處于第四控制位置P4。如果確定是肯定的(是)，則控制返回步驟ST402。可選擇地，如果確定是否定的(否)，則控制轉(zhuǎn)到步驟ST409，在該步驟使發(fā)動機14起動或開始運轉(zhuǎn)。此后，控制返回圖19的步驟1903。
在第四控制模式下，執(zhí)行控制以便使電動機21L和21R在發(fā)動機14處于非起動狀態(tài)時僅通過從電池62供應(yīng)的電力操作。除雪機10因此能夠行走較短距離以由此執(zhí)行電池模式行走操作。由于在發(fā)動機14保持關(guān)閉狀態(tài)的同時實現(xiàn)電池模式行走操作，因此可降低發(fā)動機14的燃料成本，增加發(fā)動機14的使用壽命，并減小除雪機10的操作噪聲級別。
控制單元61具有這樣的功能，即只有當(dāng)主開關(guān)44’已經(jīng)轉(zhuǎn)換到到接通位置(圖19的ST1902)并且操作模式已通過操作員對模式選擇開關(guān)51’的手動操作而轉(zhuǎn)換到第四控制模式(圖19的ST904)時，才使得發(fā)動機14關(guān)閉或保持發(fā)動機14的關(guān)閉狀態(tài)(圖20的ST401)。
通過該設(shè)置，由于僅通過將模式選擇開關(guān)51’轉(zhuǎn)換到第四控制位置P4以通過使主開關(guān)44’保持在接通位置而選擇第四控制模式來自動停止發(fā)動機14，因此操作員不需要執(zhí)行單獨的操作以使發(fā)動機14不起動。這提高了除雪機10的可用性。
在一種操作模式中，除雪機10在行走單元11L和11R被驅(qū)動以使該除雪機10沿期望方向運動的同時用由發(fā)動機14驅(qū)動的除雪單元13執(zhí)行除雪操作，此后模式選擇開關(guān)51’被轉(zhuǎn)換到第四控制位置P4，因此發(fā)動機14自動停止。除雪機10可繼續(xù)沿相同的期望方向行走，直到其到達(dá)期望位置。
控制單元61還具有當(dāng)通過模式選擇開關(guān)51’使操作模式從第四控制模式轉(zhuǎn)換到另一種控制模式(圖20的ST408)時自動起動發(fā)動機14(圖20的ST409)的功能。通過這樣自動起動發(fā)動機14，操作員不需要執(zhí)行單獨操作來起動發(fā)動機14。除雪機10非常易于使用。
現(xiàn)在參照圖21，將給出根據(jù)本發(fā)明的第四控制模式的一修改形式的描述。圖21是表示將在控制單元61中實現(xiàn)以執(zhí)行修改的第四控制模式的子程序的流程圖。在圖21中，步驟ST401到ST408與圖20中所示的那些步驟相同，從而不需對其進(jìn)一步說明。圖21中所示的修改的第四控制模式與圖20中的第四控制模式的不同之處僅在于執(zhí)行代替圖20的發(fā)動機起動步驟ST409的步驟ST501到ST505。
如果步驟ST408的確定是肯定的(是)，則控制返回步驟ST402?？蛇x擇地，如果步驟ST408的確定是否定的(否)，則控制轉(zhuǎn)到步驟ST501，控制單元61在該步驟向報警設(shè)備58(圖22)供給報警信號，該報警設(shè)備警告操作員發(fā)動機14將被起動。報警設(shè)備58可包括如圖22中所示的設(shè)置在操作部分40’上的指示燈、報警聲音發(fā)生器等。
隨后，步驟ST502讀取來自主開關(guān)44’的開關(guān)信號，并且在下一步驟ST503確定主開關(guān)44’是處于斷開位置、接通位置還是起動(啟動)位置。如果主開關(guān)44’處于斷開位置，則控制前進(jìn)到步驟ST504。如果主開關(guān)44’處于接通位置，則控制返回步驟ST502?？蛇x擇地，如果主開關(guān)44’處于起動(啟動)位置，則控制前進(jìn)到步驟ST505。
步驟504停用報警設(shè)備58，并且此后控制返回圖19的ST1903。
步驟ST505基于來自設(shè)置在起動(啟動)位置的主開關(guān)44’的開關(guān)信號起動發(fā)動機14。隨后，控制返回到圖19的ST1903。在發(fā)動機14實現(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動之后，可將主開關(guān)44’從起動(啟動)位置轉(zhuǎn)換到接通位置。
在上述剛說明的修改的第四控制模式下，控制單元61具有這樣的功能，只有當(dāng)通過模式選擇開關(guān)51’使操作模式從第四控制模式轉(zhuǎn)換到另一種控制模式(圖21的ST408)并且主開關(guān)44’已被轉(zhuǎn)換到起動(啟動)位置(圖21的ST503)以指示控制單元61起動發(fā)動機14時，才起動發(fā)動機14(圖21的ST505)。
通過該設(shè)置，由于除非已經(jīng)將模式選擇開關(guān)51’從第四控制位置轉(zhuǎn)換到另一個控制位置，否則將主開關(guān)44’轉(zhuǎn)換到起動(啟動)位置不會導(dǎo)致發(fā)動機14實際起動，因此操作員能夠確定地得知從第四控制模式到另一種控制模式的模式改變。
圖23是表示在控制單元61中執(zhí)行以使用在圖1到5中所示結(jié)構(gòu)的除雪機10以三種不同控制模式執(zhí)行除雪操作的控制程序的流程圖。在圖23中，在主開關(guān)44被轉(zhuǎn)換到接通位置時該控制開始操作，而在主開關(guān)44被轉(zhuǎn)換到斷開位置時終止其操作。
步驟ST601讀取來自各個開關(guān)的信號，這些信號包括來自與行走準(zhǔn)備桿42相關(guān)聯(lián)的行走準(zhǔn)備開關(guān)42a(圖2)的開關(guān)信號、來自模式選擇開關(guān)51的開關(guān)信號和來自攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45的開關(guān)信號、以及來自與節(jié)氣門操縱桿52相關(guān)聯(lián)的電位計52a的輸出電壓信號和來自與方向速度控制桿53相關(guān)聯(lián)的電位計53a的輸出電壓信號。
隨后，步驟ST602確定模式選擇開關(guān)51的當(dāng)前位置P。如果當(dāng)前位置P為第一控制位置(“手動”位置)P1，則這意味著已選擇第一控制模式(“手動”模式)。因此，控制前進(jìn)到步驟ST603。如果模式選擇開關(guān)51的當(dāng)前位置P為第二控制位置(“動力”或“半自動”位置)P2，則這意味著已選擇第二控制模式(“動力”或“半自動”模式)。因此，控制前進(jìn)到步驟ST604?？蛇x擇地，如果當(dāng)前位置P為第三控制位置(“自動”位置)P3，則這意味著已選擇第三控制模式(“自動”模式)。因此，控制前進(jìn)到步驟ST605。
步驟ST603允許操作員通過將節(jié)氣門操縱桿52轉(zhuǎn)換到期望位置而設(shè)定發(fā)動機14的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es。隨后，控制前進(jìn)到步驟ST607。
步驟ST604以半自動模式設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es。更具體地，如果攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45處于停用或斷開狀態(tài)，則目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es被設(shè)定為在控制單元61中預(yù)先設(shè)定的給定最小轉(zhuǎn)速?？蛇x擇地，如果攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45處于起動或接通狀態(tài)，則以與ST603中所采取的相同方式通過將節(jié)氣門操縱桿52轉(zhuǎn)換到期望位置來設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es。然后，控制前進(jìn)到步驟ST607。
步驟ST605確定行走準(zhǔn)備開關(guān)42a是否處于斷開狀態(tài)。如果確定是肯定的(是)，則意味著行走準(zhǔn)備桿42被從操作員的抓握中釋放，并且控制前進(jìn)到步驟ST606?？蛇x擇地，如果在ST605的確定是否定的(否)，則控制前進(jìn)到步驟ST608。
步驟ST606將發(fā)動機14的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es設(shè)定為給定的最小轉(zhuǎn)速Lo，該最小轉(zhuǎn)速在控制單元61中被預(yù)先設(shè)定為在工作準(zhǔn)備操作范圍內(nèi)的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。該最小轉(zhuǎn)速Lo被確定為使發(fā)動機14在以該最小速度Lo運行時仍能夠產(chǎn)生發(fā)動機功率，該發(fā)動機功率大到足以執(zhí)行工作準(zhǔn)備操作，在該操作中利用發(fā)動機功率控制除雪機10的所有電氣系統(tǒng)并給電池62充電，同時使除雪單元13保持在關(guān)閉狀態(tài)中。
步驟ST607控制節(jié)氣門71的開度，從而使發(fā)動機14的實際轉(zhuǎn)速等于為每個所選擇的控制模式而設(shè)定的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es。為此，操作結(jié)合在電子調(diào)速器65(圖2)中的控制電動機72以調(diào)節(jié)節(jié)氣門71的開度，從而使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es的偏差變?yōu)榱?。隨后，控制返回到步驟ST601。
步驟ST608確定方向速度控制桿53的當(dāng)前位置。如果方向速度控制桿53當(dāng)前位于空檔位置，則確定將實現(xiàn)關(guān)閉控制。因此，控制前進(jìn)到步驟ST606?？蛇x擇地，如果方向速度控制桿53當(dāng)前位于前進(jìn)行走位置，則確定將實現(xiàn)前進(jìn)行走控制。因此，控制前進(jìn)到步驟ST609。還可選擇地，如果方向速度控制桿53當(dāng)前位于反向位置，則確定將實現(xiàn)反向行走控制。因此，控制前進(jìn)到ST606。
步驟ST609確定攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45是否處于斷開狀態(tài)。如果確定是肯定的(是)，則控制前進(jìn)到步驟ST606。可選擇地，如果確定是否定的(否)，則控制前進(jìn)到步驟ST610。
步驟ST610將發(fā)動機14的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Es設(shè)定為給定的最大轉(zhuǎn)速Hi，該最大轉(zhuǎn)速在控制單元61中被預(yù)先設(shè)定為在除雪操作范圍內(nèi)的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。該最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速Hi被確定成這樣，即，發(fā)動機14在以該最大速度Hi運行時能夠產(chǎn)生足以使除雪單元13平穩(wěn)并可靠地實現(xiàn)除雪操作的發(fā)動機功率。
如上剛參照圖23所述，控制單元61具有這樣的功能，即如果模式選擇開關(guān)44已被設(shè)定到“自動”位置(ST602)，方向速度控制桿53已從空檔位置朝前進(jìn)行走位置轉(zhuǎn)換(ST608)，并且攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45處于接通狀態(tài)(ST609)，則將發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速增加到除雪操作范圍(ST610)。
通過將模式選擇開關(guān)51設(shè)定在自動位置以執(zhí)行發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速以及機體19的行走速度的自動控制，當(dāng)攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45通過設(shè)定在前進(jìn)行走位置的方向速度控制桿53而起動時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速就會自動增加到除雪操作范圍。因此，除雪機10開始前進(jìn)行走，同時通過以在除雪操作范圍內(nèi)的較高速度運行的發(fā)動機14驅(qū)動除雪單元13。但是，在此情況下，由于控制不需要操作員進(jìn)行單獨的操作以沿增大節(jié)氣門開度的方向轉(zhuǎn)換節(jié)氣門桿52，因此能夠以改進(jìn)的效率實現(xiàn)除雪操作。
當(dāng)行走準(zhǔn)備開關(guān)42a處于斷開或關(guān)閉狀態(tài)(即當(dāng)操作員松開行走準(zhǔn)備桿(安全桿)42時，禁止控制單元61將發(fā)送機的轉(zhuǎn)速增加到除雪操作范圍的上述功能。通過這樣禁止控制單元61的發(fā)送機速度增加功能，可節(jié)省燃料成本并延長發(fā)動機14的使用壽命。
圖24是表示在控制單元61中執(zhí)行用于執(zhí)行對攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45的狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控的控制程序的流程圖。
步驟ST701確定攪龍開關(guān)45是否處于斷開狀態(tài)或無效狀態(tài)。如果在ST701的確定是肯定的(是)，則控制前進(jìn)到步驟ST702?？蛇x擇地，如果在步驟ST701的確定是否定的(否)，則控制前進(jìn)到步驟ST703。
ST702使電磁離合器31無效以使該離合器處于斷開或分離狀態(tài)。此后，控制返回ST701。
步驟ST703起動電磁離合器31以由此使該離合器處于接通或接合狀態(tài)。然后，控制返回ST701。
圖25為表示在控制單元61中執(zhí)行以對行走準(zhǔn)備桿42的狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控的控制程序的流程圖。
步驟ST801確定行走準(zhǔn)備桿42是否處于斷開或釋放狀態(tài)。如果在ST801中的確定是肯定的(是)，則控制前進(jìn)到步驟ST802。可選擇地，如果在步驟ST801中的確定是否定的(否)，則控制前進(jìn)到步驟ST803。
步驟ST802使電動機21L和21R關(guān)閉或保持電動機21L和21R的關(guān)閉狀態(tài)。隨后，控制返回ST801。
步驟ST803確定方向速度控制桿53的當(dāng)前位置。如果方向速度控制桿53當(dāng)前位于空檔位置，則這意味著將執(zhí)行關(guān)閉控制。因此，控制繼續(xù)到步驟ST802。如果方向速度控制桿53當(dāng)前處于前進(jìn)行走位置，則這意味著將執(zhí)行前進(jìn)行走控制。因此，控制前進(jìn)到步驟ST804?？蛇x擇地，如果方向速度控制桿53當(dāng)前處于后退位置，則這意味著將實現(xiàn)后退行走控制。因此，控制前進(jìn)到ST805。
步驟ST804驅(qū)動電動機21L和21R以沿向前方向轉(zhuǎn)動，從而除雪機沿前進(jìn)方向行走?？刂迫缓蠓祷豐T801。
步驟ST805驅(qū)動電動機21L和21R以沿著反向或向后方向運動，從而除雪機10沿著后退方向行走。控制然后返回到ST801。
可將圖23中所示的控制程序修改成如圖26中所示那樣。在圖26中所示的修改控制程序中，如果在ST602中的確定表示模式選擇開關(guān)51被設(shè)定在第二控制位置(“動力”或“半自動”位置)P2以在“動力”或“半自動”控制模式中執(zhí)行控制，則控制以與在“自動”控制模式中實現(xiàn)的相同方式前進(jìn)到ST605。因此，在“動力”或“半自動”控制模式中，當(dāng)攪龍開關(guān)(驅(qū)動指令開關(guān))45通過設(shè)定在前進(jìn)行走位置中的方向速度控制桿53而起動時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速自動增加到除雪操作范圍。如果行走準(zhǔn)備桿42處于斷開或釋放狀態(tài)，則發(fā)動機轉(zhuǎn)速不會發(fā)生自動增加。
除雪機10的除雪單元13絕非限于如所示實施例中的包括組合的攪龍和鼓風(fēng)機的所謂“攪龍類型”，而是可包括其它類型的除雪單元，只要除雪單元上的負(fù)荷隨著除雪機10的行走速度而增加即可。
此外，用于驅(qū)動行走單元11L和11R的功率源不應(yīng)局限于如所示實施例中的電動機21L和21R，而是可包括設(shè)置成將動力從發(fā)動機14傳遞給行走單元11L和11R的流體靜力連續(xù)變速傳動裝置(未示出)。流體靜力連續(xù)變速傳動裝置本身公知，并具有用于接收發(fā)動機功率的輸入軸，以及能夠響應(yīng)于從該輸入軸接收到的發(fā)動機功率相互獨立地以可連續(xù)變化的速度沿向前和向后方向轉(zhuǎn)動和停止的左和右輸出軸。
用作樞轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)16和滾動驅(qū)動機構(gòu)38的電液缸致動器可通過可在單獨液壓單元的控制下驅(qū)動的傳統(tǒng)液壓缸致動器(未示出)代替。
權(quán)利要求
1.一種步行型自走式除雪機，包括具有前端和后端的機體(19)；設(shè)置在所述機體前端處用于執(zhí)行除雪操作的除雪單元(13)；設(shè)置在所述機體上用于驅(qū)動所述除雪單元的發(fā)動機(14)；設(shè)置在所述機體上且可驅(qū)動以用于使所述機體行走的行走單元(11L，11R)；從所述機體的后部向上和向后延伸的左和右操作把手(17L，17R)，該操作把手在所述機體的縱向中心線(CL)的每一側(cè)上均布置一個；用于控制所述除雪單元和行走單元的操作的控制單元(61)；安裝成在所述左和右操作把手之間延伸以用于由操作員操作以向所述控制單元提供指令的操作部分(40)；在所述機體縱向中心線的一側(cè)設(shè)置在所述操作部分上的除雪單元姿勢控制件(55)，該控制件(55)用于由操作員操作以控制所述除雪單元的姿勢；在所述機體縱向中心線的另一側(cè)樞轉(zhuǎn)地安裝在左和右操作把手中的一個把手上的行走準(zhǔn)備桿，該行走準(zhǔn)備桿用于由操作員抓握以使所述機體處于行走準(zhǔn)備狀態(tài)，該行走準(zhǔn)備桿在從由操作員的抓握釋放時會自動使所述機體處于不能行走狀態(tài)；以及設(shè)置在所述操作部分上并位于所述行走準(zhǔn)備桿之前的模式選擇開關(guān)(51)，該模式選擇開關(guān)(51)用于由操作員操作以從多種可選除雪操作模式中選擇一種除雪操作模式，該多種除雪操作模式是基于所述機體的行走速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及與該發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的節(jié)氣門(71)的開度的組合而在所述控制單元中預(yù)先設(shè)定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，還包括設(shè)置在所述操作部分(40)上并位于所述模式選擇開關(guān)(51)附近的調(diào)節(jié)件(52)，該調(diào)節(jié)件(52)用于由操作員操作以調(diào)節(jié)所述發(fā)動機(14)的功率和所述除雪單元(13)的拋雪距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，所述調(diào)節(jié)件(52)在沿該機體(19)的縱向方向看時設(shè)置在所述模式選擇開關(guān)(51)和所述行走準(zhǔn)備桿(42)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，所述多種可選除雪操作模式包括第一控制模式，在該第一控制模式下，由操作員基于發(fā)動機(14)的轉(zhuǎn)速通過手動操作執(zhí)行控制；第二控制模式，在該第二控制模式下，執(zhí)行控制從而使所述機體(19)的行走速度相對于節(jié)氣門(71)開度的增加適度地減??；和第三控制模式，在該第三控制模式下執(zhí)行控制，從而使所述機體(19)的行走速度以比在所述第二控制模式下實現(xiàn)的程度更大的程度相對于所述節(jié)氣門開度的增加而減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，所述第一控制模式被設(shè)置成將所述機體(19)行走速度的下降率設(shè)定為隨著發(fā)動機(14)轉(zhuǎn)速的減小而增加；所述第二控制模式被設(shè)置成將所述機體行走速度的下降率設(shè)定為在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)小于在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，所述下降率隨著節(jié)氣門(71)開度的增加而增加，所述第一節(jié)氣門開度范圍限定在該節(jié)氣門的完全關(guān)閉位置和部分打開的第一中間位置之間，該部分打開的第一中間位置位于該節(jié)氣門的完全關(guān)閉位置和完全打開位置之間，所述第二節(jié)氣門開度范圍限定在節(jié)氣門的第一中間位置和完全打開位置之間；所述第三控制模式被設(shè)置成將所述機體的行走速度的下降率設(shè)定為在第一節(jié)氣門開度范圍內(nèi)大于在第二節(jié)氣門開度范圍內(nèi)，所述下降率隨著節(jié)氣門開度的增加而增加，所述第一節(jié)氣門開度范圍限定在該節(jié)氣門的完全關(guān)閉位置和部分打開的第二中間位置之間，該部分打開的第二中間位置位于該節(jié)氣門的完全關(guān)閉位置和完全打開位置之間，所述第二節(jié)氣門開度范圍限定在該節(jié)氣門的第二中間位置和完全打開位置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，還包括用于向該行走單元(11L，11R)供應(yīng)電力的電池(62)，其中可通過模式選擇開關(guān)(51’)選擇的所述多種可選除雪操作模式還包括第四控制模式，在該控制模式下執(zhí)行控制從而使所述行走單元在所述發(fā)動機(14)處于關(guān)閉狀態(tài)時僅通過從電池供應(yīng)的電力來操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，還包括具有可由操作員手動選擇的多個可選開關(guān)位置的主開關(guān)(44’)，該開關(guān)位置包括起動所述除雪機(10)的所有電氣系統(tǒng)的接通位置，和關(guān)閉該除雪機的電氣系統(tǒng)的斷開位置，其中所述控制單元(61)具有這樣的功能，即只有當(dāng)所述主開關(guān)已被轉(zhuǎn)換到接通位置，并且操作模式已通過操作員對模式選擇開關(guān)(51’)的手動操作而轉(zhuǎn)換到第四控制模式時，才關(guān)閉發(fā)動機(14)或保持該發(fā)動機關(guān)閉狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，所述控制單元(61)還具有當(dāng)操作模式通過模式選擇開關(guān)(51’)從第四控制模式轉(zhuǎn)換到另一控制模式時自動起動所述發(fā)動機(14)的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，所述主開關(guān)(44’)還具有指示所述控制單元(61)起動發(fā)動機(14)的起動位置，其中所述控制單元(61)還具有只有當(dāng)操作模式已通過模式選擇開關(guān)(51’)從第四控制模式轉(zhuǎn)換到另一控制模式并且該主開關(guān)已轉(zhuǎn)換到起動位置時，才起動發(fā)動機的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，所述操作部分(40)包括方向速度控制桿(53)，其可手動操作以在前進(jìn)行走位置和后退行走位置之間經(jīng)過空檔位置進(jìn)行往復(fù)移動，以用于可調(diào)節(jié)地設(shè)定所述機體(19)的行走方向和行走速度；以及驅(qū)動指令開關(guān)(45)，其可手動操作以向該控制單元(61)提供指令以使能從發(fā)動機(14)到除雪單元(13)動力傳輸，其中所述模式選擇開關(guān)(51)可手動操作以選擇自動位置來執(zhí)行所述發(fā)動機(14)的轉(zhuǎn)速和機體行走速度的自動設(shè)定，或選擇手動位置以允許操作員對該發(fā)動機轉(zhuǎn)速和機體行走速度進(jìn)行手動設(shè)定，其中所述控制單元具有這樣的功能，即如果所述模式選擇開關(guān)已經(jīng)被設(shè)定在自動位置，所述方向速度控制桿已從空檔位置朝向前進(jìn)行走位置轉(zhuǎn)換，并且所述驅(qū)動指令開關(guān)處于接通狀態(tài)，則將發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大到除雪操作范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的步行型自走式除雪機，其特征在于，如果操作員松開行走準(zhǔn)備桿(42)，則控制單元(61)將發(fā)動機(14)的轉(zhuǎn)速增大到除雪操作范圍的功能被禁止。
全文摘要
一種步行型自走式除雪機，包括在操作部分(40)的一側(cè)設(shè)置在該操作部分上的除雪單元姿勢控制件(55)；由在該操作部分的另一側(cè)安裝在一個操作把手上的安全桿構(gòu)成的行走準(zhǔn)備桿(42)；和設(shè)置在該操作部分上并在該行走準(zhǔn)備桿之前的模式選擇開關(guān)(51)，該模式選擇開關(guān)用于在多種可選除雪操作模式中選擇一種操作模式，該多種除雪操作模式是基于該機體行走速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及節(jié)氣門開度而在控制單元中預(yù)先設(shè)定的。
文檔編號E01H5/08GK1904215SQ200610108959
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者山崎信男, 箭內(nèi)幾代美, 川上俊明, 清水則和, 脅谷勉 申請人:本田技研工業(yè)株式會社