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除雪は「エンジン」、走行は「モーター」 高い除雪性能と使いやすさを両立したHonda「ハイブリッド除雪機」

1ハイブリッドシステム

Hondaハイブリッド除雪機は、「取扱性と操作性の向上」を基本コンセプトとして2001年に誕生、進化を続けています。
除雪機は一般に「作業部」と「走行部」で構成されており、その両方を1つのエンジンで駆動させています。Hondaハイブリッド除雪機は、作業部はエンジン、走行部はモーターで駆動する「ハイブリッドシステム」を採用しました。

これにより安定した除雪作業とスムーズな走行を可能にすると共に、走行スピードやエンジン回転数の調節の自動化を実現。これまで経験やテクニックが求められた除雪機の作業が、より手軽に、効率的に行えるようになりました。

「エンジン」と「モーター」、それぞれのメリットを生かすシステム

ハイブリッド除雪機はパワーが必要な除雪部はエンジンで行い、細かな操作が必要な走行部は左右独立した2個のモーターで駆動します。
走行部を電子制御化することで、なめらかな発進・旋回・停止を実現するとともに、除雪作業の負荷に応じて自動的に走行スピードを変化させる「負荷制御」が、効率よくスムーズな作業に貢献します。
また各種コントロールレバーやクラッチは、ケーブル式ではなく電気式を採用。各部を電子制御化することで、操作荷重を大幅に低減しつつ、より細かなコントロールも可能です。

除雪部と走行部の動力源を分離することで、これまではエンジンの回転数に依存していた走行スピードを自由に設定できるようになり、作業をしていないときにはエンジン回転数を下げることで騒音や燃費の抑制にもつながっています。

Hondaハイブリッド除雪機

2主な特長

効率よく除雪をするためには、常にエンジン回転数を一定に保つ必要があります。これは作業効率や投雪距離がエンジントルクやエンジン回転数に比例するためで、エンジンにかかる負荷(除雪量)を一定に保つことが、安定したエンジン回転数の維持につながります。
除雪量は除雪機の走行スピードに比例するため、効率よく除雪をするためには雪質(高さや硬さ、重さなど)に応じて、走行スピードを細かく調節する必要があります。

しかし積雪の状態(高さ、硬さなど)は一定ではなく、その変化を作業者が把握しながら除雪機の速度を最適に保つことは、経験に基づく高度な操作が必要です。
ハイブリッド除雪機では、メインECUが雪質に応じて走行スピードを自動制御するため、より簡単に効率のよい作業ができます。

走行制御システム

ハイブリッド除雪機では左右の独立した2個のモーターを連携制御し、小回りのきくスムーズな旋回や走行スピード調節を行っています。メインECUが前後進速度調節レバー、旋回レバー、エンジンの作業負荷信号などを基に、左右のモーター回転数を制御します。
左右のモーターにはそれぞれ回転センサーが内蔵されており、メインECUはフィードバックされる回転信号をうけて、モーター回転数と回転方向を判定し、連携制御を行います。

システム図

作業負荷に連動した走行スピードの制御(負荷制御)

除雪量が多い場合エンジンが除雪できる能力を超えると、除雪しきれない雪に機体が乗り上げたり、エンジンが止まってしまうことがあります。
ハイブリッド除雪機では、除雪量の多い場合に走行スピードを下げ、除雪部に入ってくる雪の量を減らすことで、確実に除雪作業を進めます。
除雪量の判断は、エンジンECUから送られてくる作業負荷情報を常に監視することで行われます。

エンジンECUは作業負荷率信号を10%、20%・・・とリアルタイムに送信し続け、受信したメインECUはエンジン負荷が上限を超える前に走行スピードを下げ、作業負荷を減らしてエンジン回転数を一定に保ちます。また、作業負荷が低くなれば再びもとの走行スピードまで戻し、作業時間を短縮します。

旋回制御

旋回時は走行スピードと旋回レバーを握りこむ量に応じ、ECUが左右のモーター回転数に差をつけ、走行スピードに応じた適切な回転数に制御します。

高速領域では緩やかな旋回、低速領域では超信地旋回(その場旋回)が可能になり、狭いスペースでも方向転換が容易になりました。

操作系

走行をモーターで行うハイブリッド除雪機は、各種レバーやクラッチに電気式ボリュームやスイッチを設け、ECUが各デバイスを制御するトータルコントロールシステムを採用することで、各種ケーブルを廃止して操作荷重を大幅に低減しました。また、電気配線は取り回しがしやすいためコントロールパネル上のレイアウトの自由度が高く、頻繁に操作するレバー類は手の届きやすい場所にレイアウトすることができました。

例えば、エンジン除雪機ではコントロールパネル上にあった旋回レバーは左右のハンドル部へと移動し、また、HST+副変速(2速)だった前後進速度調整レバーは、電動化により無段階化するなど、操作性が大きく向上しました。

※HST:油圧式無段変速機(Hydrostatic Transmission)

従来型エンジン除雪機のコントロールパネル

従来型エンジン除雪機のコントロールパネル

ハイブリッド除雪機(HSM1590i 2018年モデル)

ハイブリッド除雪機(HSM1590i 2018年モデル)

コラムエンジン回転数制御

エンジンにかかる作業負荷の増減に合わせてスロットル開度を制御し、エンジン回転数を一定に保つ「STR(電子)ガバナー」を採用しています。

従来の機械式ガバナーとは違い、エンジンECUによって電気的にスロットル開度を制御するため、正確で素早く、安定したエンジン回転数の制御が可能です。

エンジン回転数制御

3進化するHondaハイブリッド除雪機

仕上がり良く、また効率的に作業を行うためには、除雪量をコントロールしながら、投雪方向(上下・左右)を決める細かな操作が求められます。これらの操作に加え、安全確認、雪面や雪中状態の把握など、さまざまな操作を適切なタイミングで行うには豊富な経験が必要不可欠でした。
このような作業者負荷を軽減し、取扱性と操作性を向上させるため、2001年に走行用モーター搭載により走行スピード調節を不要にしたハイブリッド除雪機が誕生しました。

更に2006年にはエンジンに回転数を自動調節するSTRガバナーを搭載したことでスロットル調整が不要になり、そして2018年には新たに加速度センサーを搭載することで機体の姿勢変化を検出し、傾斜地での走行スピードの自動調節やオーガ操作をアシストする機能を追加したモデルが発表されました。
これからもハイブリッドの特長を生かし、簡単操作で、より使いやすくきれいな仕上がりが実現できる除雪機を目指して、Hondaの除雪機は進化を続けます。

進化するHondaハイブリッド除雪機

搭載機種例

ハイブリッド除雪機

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