CN115967306A - 电动作业机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动作业机，在具备2个马达的电动作业机中，各马达通用的控制部能够以不同的载频的PWM信号对朝向各马达的供电进行控制。电动作业机具备：第一及第二马达；第一及第二开关，它们设置于从直流电源朝向各马达的通电路径上；第一及第二载频设定部；以及控制部。第一及第二载频设定部将对朝向第一及第二马达的供电进行PWM控制时的第一及第二载频设定为不同的频率。控制部根据以第一或第二载频生成的PWM信号对第一或第二开关进行驱动，从而对朝向第一或第二马达的供电进行PWM控制。

Description

电动作业机

技术领域

本发明涉及一种电动作业机。

背景技术

专利文献1中，作为作业机，记载了具备作业马达、行驶马达以及控制部的割草机。在该割草机中，作业马达为对切割刀片进行驱动的马达，行驶马达为使割草机行驶(自主行驶)的马达。另外，控制部由计算机构成，通过处理器执行存储器中所存储的程序，从而对作业马达及行驶马达的转速分别进行控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2019/097683

发明内容

不过，通过以进行了脉冲宽度调制(PWM)的控制信号(PWM信号)使设置于朝向马达的通电路径的开关元件接通或断开，来控制马达的转速。对于作业马达，如果决定PWM控制周期的载频较高，则有时会因开关损耗而引起开关元件的过热故障，因此，为了减少开关次数，要求降低载频。另一方面，对于行驶马达，如果发生扭矩变化，则割草机的行驶变得不稳定，使用感变差，因此，为了使扭矩(换言之马达的转速)稳定，要求提高载频。

但是，在专利文献1中记载的割草机中，对作业马达及行驶马达进行控制的控制部为1个，各马达均由通用的控制部进行控制，因此，对各马达进行PWM控制时的载频也相同。因此，专利文献1中记载的割草机中存在如下问题，即，无法针对各马达设定适当的载频而对各马达的转速进行控制。

本发明的1个方面的目的在于，在具备2个马达的电动作业机的基础上，各马达通用的控制部能够以不同的载频的PWM信号对朝向各马达的供电进行控制。

本发明的1个方面的电动作业机具备：第一马达、第二马达、第一通电路径、第二通电路径、第一开关、第二开关、第一载频设定部、第二载频设定部、以及控制部。

第一马达构成为对第一驱动对象物进行驱动，第二马达构成为对第二驱动对象物进行驱动。亦即，第一马达和第二马达对彼此不同的驱动对象物进行驱动。

第一通电路径构成为：将直流电源和第一马达连接，第二通电路径构成为：将直流电源和第二马达连接。并且，在第一通电路径上设置有第一开关，在第二通电路径上设置有第二开关。

第一载频设定部构成为：设定用于使第一开关接通或断开而对朝向第一马达的供电进行PWM控制时的第一载频。另外，第二载频设定部构成为：将用于使第二开关接通或断开而对朝向第二马达的供电进行PWM控制时的第二载频设定为与第一载频不同的频率。

并且，控制部当被输入第一马达的驱动指令时，以第一载频来生成第一PWM信号，并向第一开关输出，由此对朝向第一马达的供电进行控制。另外，控制部当被输入第二马达的驱动指令时，以第二载频来生成第二PWM信号，并向第二开关输出，由此对朝向第二马达的供电进行控制。

这样，在上述的电动作业机中，根据以频率不同的第一载频及第二载频来生成的第一PWM信号及第二PWM信号，分别对朝向第一马达及第二马达的供电进行PWM控制。

因此，根据上述的电动作业机，尽管第一马达及第二马达由各马达通用的1个控制部进行驱动，不过，能够针对各马达来设定：对朝向各马达的供电进行PWM控制时的载频。据此，能够将朝向第一马达及第二马达的供电分别以适合于各马达的载频来进行PWM控制。

附图说明

图1是表示实施方式的割草机的外观的立体图。

图2是表示割草机的电气构成的框图。

图3是表示刀具马达及自主行驶马达驱动时的控制动作的时序图。

图4是表示控制部中被执行的控制处理的流程图。

图5是表示图4所示的马达驱动处理的流程图。

图6是表示图5所示的刀具马达控制处理的流程图。

图7是表示图5所示的自主行驶马达控制处理的流程图。

图8是表示图4、图5、图7所示的自主行驶制动控制处理的流程图。

图9是表示图4、图5、图6所示的刀具制动控制处理的流程图。

图10是表示刀具马达的制动控制时的动作的时序图。

符号说明

8…蓄电池、10…割草机、16…驱动轮、18…切割刀片、21…刀具开关、22…自主行驶开关、31…刀具马达、32…自主行驶马达、41…第一开关元件、42…第二开关元件、47…第一关闭延迟电路、48…第二关闭延迟电路、50…控制电路、61…第一分频部、62…第二分频部、65…第一PWM生成部、66…第二PWM生成部、68…马达驱动控制部。

具体实施方式

[实施方式的总括]

某个实施方式中的电动作业机可以具备第一马达，该第一马达构成为对第一驱动对象物进行驱动。第一马达可以具备第一通电路径，该第一通电路径构成为将直流电源和第一马达连接。另外，在第一通电路径上可以设置有第一开关。

而且/或者，电动作业机可以具备第二马达，该第二马达构成为对第二驱动对象物进行驱动。第二马达可以具备第二通电路径，该第二通电路径构成为将直流电源和第二马达连接。另外，在第二通电路径上可以设置有第二开关。

而且/或者，电动作业机可以具备第一载频设定部，该第一载频设定部构成为设定用于使第一开关接通或断开而对朝向第一马达的供电进行PWM控制时的第一载频。另外，电动作业机可以具备第二载频设定部，该第二载频设定部构成为：将用于使第二开关接通或断开而对朝向第二马达的供电进行PWM控制时的第二载频设定为与第一载频不同的频率。

而且/或者，电动作业机可以具备控制部，该控制部当被输入第一马达的驱动指令时，以第一载频来生成第一PWM信号并向第一开关输出，由此对朝向第一马达的供电进行控制。

另外，该控制部可以构成为：当被输入第二马达的驱动指令时，以第二载频来生成第二PWM信号并向第二开关输出，由此对朝向第二马达的供电进行控制。

如果某个实施方式中的电动作业机包括：上述的第一马达、第二马达、第一通电路径、第二通电路径、第一开关、第二开关、第一载频设定部、第二载频设定部、以及控制部，则这样的电动作业机能够将用于对朝向第一马达的供电进行PWM控制的第一载频和用于对朝向第二马达的供电进行PWM控制的第二载频分别设定为适合于各马达的控制的载频。

因此，例如从第一驱动对象物施加于第一马达的负荷较大，朝向第一马达的供电变大的情况下，可以将第一载频设定为比第二载频要低的频率。通过像这样设定第一载频，能够降低由第一开关产生的开关损耗，从而抑制第一开关成为过热状态。

另外，这种情况下，不需要：为了对第一开关予以保护来避免过热故障而提高第一开关的耐电压，因此，作为第一开关，可以选择耐电压较低的开关元件，从而能够降低电动作业机的成本。

另外，这种情况下，可以将第二载频设定为比第一载频要高的频率，因此，能够抑制第二马达的扭矩变化，从而将第二驱动对象物以所期望速度稳定地进行驱动。

而且/或者，在电动作业机中，第一载频可以设定为频率比第二载频的频率要低。另外，第一驱动对象物可以为刀具，第一马达构成为使该刀具旋转。另外，第二驱动对象物可以为使电动作业机行驶的车轮，第二马达构成为使该车轮旋转。

根据这样构成的电动作业机，第一马达在作业时从刀具施加来的负荷增大，因此，第一开关容易因为在PWM控制中被周期性地接通或断开所产生的开关损耗而发热。不过，通过如上所述使第一载频的频率低于第二载频的频率，能够抑制发热。

另外，对于第二马达，如果载频较低，则容易因为从车轮施加来的负荷而发生扭矩变化(换言之旋转变化)，不过，通过提高第二载频，能够抑制扭矩变化。因此，能够使电动作业机自主行驶时的行驶速度稳定，从而抑制：给使用者带来由速度变化所引起的不适感。

而且/或者，电动作业机中，第一载频可以设定为100Hz～1kHz的范围内。另外，第二载频设定为8kHz～20kHz的范围内。

根据这样设定了第一载频或者第二载频的电动作业机，能够抑制：在对朝向第一马达的供电进行PWM控制时、或者对朝向第二马达的供电进行PWM控制时使用者能听到开关噪音。

亦即，考虑到：如果将PWM控制的载频设定在1kHz～8kHz的频率区域内，则因为开关的接通或断开而产生的开关噪音成为周围人能听到的可闻噪音，会给使用者等带来令人不快感。

不过，如果如上所述设定第一载频或者第二载频，则能够抑制因为对朝向马达的供电进行PWM控制时产生的开关噪音而给使用者带来令人不快感。

另外，这种情况下，更优选为，第一载频可以设定为300Hz～700Hz的范围内，第二载频设定可以为8kHz～10kHz的范围内。

而且/或者，电动作业机中，第一开关和/或第二开关可以构成为：根据第一PWM信号或者第二PWM信号而从接通状态变为断开状态的关闭时间比从断开状态变为接通状态的开启时间要长。

如果电动作业机像这样构成，则能够抑制：在第一开关或者第二开关的关闭时，因为蓄积于第一马达或者第二马达的能量而产生高电压的峰值电压。其结果，能够抑制：第一开关或者第二开关因为自身关闭时产生的高电压而发生劣化。

另外，某个实施方式中，上述的特征可以任意组合。另外，某个实施方式中，上述的特征中的任一者可以删除。

[特定的例示性的实施方式]

以下，将本发明的例示性的实施方式结合附图进行说明。另外，本实施方式中，作为电动作业机，以割草机10为例进行说明。

＜割草机的整体构成＞

如图1所示，本实施方式的割草机10具备车体11。另外，割草机10在车体11的上部具备蓄电池连接部19。蓄电池连接部19构成为：具备盖，且能够在盖的内侧装卸多个蓄电池组6(参照图2)。另外，蓄电池组6在内部具备可充放电的蓄电池8。蓄电池8为本发明的直流电源的一例。

另外，割草机10具备集草箱5。集草箱5安装于车体11的后部。

割草机10具备手柄12。手柄12形成为U字形状，且安装于车体11。手柄12构成为：由使用者进行把持。使用者把持着手柄12在割草机10的后方行走，借助手柄12而对割草机10进行操作。

割草机10具备：由使用者进行操作的第一操作杆13及第二操作杆14。该2个操作杆13、14与手柄12的形状对应地形成为U字形状。第一操作杆13配置于手柄12的前侧，第二操作杆14配置于手柄12的后侧。

并且，第一操作杆13以使用者能够向手柄12侧(亦即后方)进行拉动操作的方式被安装于手柄12。另外，第二操作杆14以使用者能够向手柄12侧(亦即前方)进行拉动操作的方式被安装于手柄12。

接下来，割草机10具备在车体11的底面所设置的切割刀片18(参照图2)。另外，割草机10具备在车体11的内部所设置的刀具马达31(参照图2)。刀具马达31的旋转轴直接或借助传递部而与切割刀片18物理连接。

即，刀具马达31为：用于对割草用的切割刀片18进行驱动的马达，切割刀片18从刀具马达31接受驱动力而进行旋转。并且，因切割刀片18的旋转而割取的结缕草被收集于集草箱5内。

另外，割草机10具备左右一对的驱动轮16。该一对驱动轮16设置于车体11的后部。另外，割草机10具备左右一对的从动轮15。该一对从动轮15设置于车体11的前部。

另外，割草机10在车体11的内部具备自主行驶马达32(参照图2)。自主行驶马达32的旋转轴借助传递部而与一对驱动轮16物理连接。即，自主行驶马达32为：用于对一对驱动轮16进行驱动的马达，一对驱动轮16从自主行驶马达32接受驱动力而进行旋转，使割草机10向前方自主行驶。

另外，刀具马达31相当于本发明的第一马达的一例，切割刀片18为本发明的刀具，相当于第一驱动对象物的一例。另外，自主行驶马达32相当于本发明的第二马达的一例，驱动轮16相当于本发明的第二驱动对象物的一例。并且，本实施方式中，刀具马达31及自主行驶马达32为有刷马达的形态。

上述2个操作杆13、14中，第一操作杆13用于使刀具马达31驱动或停止，第二操作杆14用于使自主行驶马达32驱动或停止。

因此，在第一操作杆13，作为刀具马达31的驱动用的开关，设置有刀具开关21(参照图2)。刀具开关21在将操作杆13向手柄12侧(亦即后方)拉动操作时成为接通状态。

另外，第二操作杆14中，作为自主行驶马达32的驱动用的开关，设置有自主行驶开关22(参照图2)。自主行驶开关22在将第二操作杆14向手柄12侧(亦即前方)拉动操作时成为接通状态。

另外，第一、第二操作杆13、14以当使用者放手时返回拉动操作前的原来位置的方式被安装于手柄12。因此，在第一操作杆13被进行拉动操作时，当使用者放开第一操作杆13时，刀具开关21返回断开状态。同样地，在第二操作杆14被进行拉动操作时，当使用者放开第二操作杆14时，自主行驶开关22返回断开状态。

接下来，割草机10具备操作部17。操作部17被安装于手柄12。在操作部17设置有主电源开关20。主电源开关20为：仅在使用者进行操作(按下)时成为接通状态的轻触开关的形态。

另外，在操作部17还设置有：对割草机10的状态进行显示的显示部26。显示部26具备：各种显示用的LED。显示部26的LED包括：例如通过主电源开关20的操作而对图2所示的控制器30供电时点亮的主电源LED。另外，显示部26的LED还包括：对蓄积于蓄电池8的电量(以下为剩余容量)进行显示的剩余容量显示LED、在各马达31、32的驱动系统异常时点亮的异常显示LED等。

在操作部17还安装有：上述的刀具开关21及自主行驶开关22、用于对割草机10的行驶速度进行调整的速度调整拨盘24。如图2所示，速度调整拨盘24构成为：具备电阻值根据因使用者的操作而变化的拨盘位置而发生变化的可变电阻器，根据该电阻值，对行驶速度进行指令。

＜控制器的构成＞

接下来，控制器30构成为：对刀具马达31及自主行驶马达32进行驱动，并且，对设置于显示部26的各种LED的显示进行控制。控制器30设置于1个基板上，且被收纳于车体11的内部。以下，采用图2，对控制器30的电气构成进行说明。

如图2所示，控制器30与蓄电池8、刀具马达31、以及自主行驶马达32电连接。因此，在控制器30设置有：用于将蓄电池8和刀具马达31、及蓄电池8和自主行驶马达32分别连接而从蓄电池8向各马达31、32供电的第一通电路径35、第二通电路径34及第三通电路径36。

第一、第二通电路径35、36是：与刀具马达31及自主行驶马达32的2个端子分别连接，且将一个端子与蓄电池8的正极侧连接，将另一个端子与蓄电池8的负极侧(图中为地面)连接的通电路径。亦即，第一、第二通电路径35、36为各马达31、32专用的通电路径。另外，第三通电路径34是：将蓄电池8的正极侧端子和第一、第二通电路径35、36连接起来的各马达31、32通用的通电路径。

在第三通电路径34上设置有：用于使该通电路径34导通或截断的第三开关元件40。第三开关元件40为：n沟道型金属氧化膜半导体场效应晶体管(以下为MOSFET)的形态。因此，第三开关元件40通过从控制电路50向栅极输入高电平的驱动信号而成为接通状态，从而使第三通电路径34导通。

另外，在第一、第二通电路径35、36的将各马达31、32的端子和蓄电池8的负极侧连接的通电路径35、36上分别设置有：用于使各通电路径35、36导通或截断的第一、第二开关元件41、42。

第一、第二开关元件41、42与第三开关元件40同样地，由n沟道型MOSFET构成。因此，第一、第二开关元件41、42分别通过从控制电路50向栅极输入高电平的驱动信号而成为接通状态，从而使第一、第二通电路径35、36导通。

控制电路50在对刀具马达31或者自主行驶马达32进行驱动时，以针对各马达31、32设定的载频来生成规定占空比的PWM信号。并且，通过将该所生成的PWM信号向与各马达31、32对应的第一、第二开关元件41、42输出，使得第一、第二开关元件41、42接通或断开。其结果，对朝向刀具马达31及自主行驶马达32的供电进行PWM控制。

另外，第一开关元件41相当于本发明的第一开关的一例，从控制电路50向第一开关元件41输出的PWM信号相当于本发明的第一PWM信号的一例。另外，第二开关元件42相当于本发明的第二开关的一例，从控制电路50向第二开关元件42输出的PWM信号相当于本发明的第二PWM信号的一例。

另外，在第一、第二开关元件41、42与蓄电池8的负极侧之间的第一、第二通电路径35、36上分别设置有：电阻器R11、R21。各电阻器R11、R21为：用于对流通于各马达31、32的马达电流进行检测的电流检测用电阻。并且，在各电阻器R11、R21分别设置有：根据各电阻器R11、R21的两端电压而对流通于各马达31、32的马达电流进行检测的第一电流检测电路43及第二电流检测电路44。

来自第一电流检测电路43及第二电流检测电路44的检测信号被输入于控制电路50。控制电路50在刀具马达31或者自主行驶马达32的驱动时，基于来自第一电流检测电路43或者第二电流检测电路44的检测信号，对流通于刀具马达31或者自主行驶马达32的马达电流进行监视。

并且，当监视中的马达电流超过预先设定的电流阈值时，控制电路50判定为：刀具马达31或者自主行驶马达32的驱动系统产生异常，将第三开关元件40从接通状态切换为断开状态，对第三通电路径34进行截断。其结果，对刀具马达31及自主行驶马达32予以保护，以防出现过电流。

接下来，在第一通电路径35以与刀具马达31并联的方式设置有第四开关元件45。另外，在第二通电路径36以与自主行驶马达32并联的方式设置有第五开关元件46。

第四、第五开关元件45、46与第一～第三开关元件40～42同样地由n沟道型的MOSFET构成。因此，第四、第五开关元件45、46分别通过从控制电路50向栅极输入高电平的制动信号而成为接通状态，从而使刀具马达31、自主行驶马达32的两端短路。

因此，在刀具马达31旋转时，如果第一开关元件41成为断开状态，第四开关元件45成为接通状态，则制动电流经由第四开关元件45而流通，在刀具马达31产生制动扭矩。另外，在自主行驶马达32旋转时，如果第二开关元件42成为断开状态，第五开关元件46成为接通状态，则制动电流经由第五开关元件46而流通，在自主行驶马达32产生制动扭矩。即，第四、第五开关元件45、46是：用于使刀具马达31、自主行驶马达32产生制动力而停止旋转的短路制动用的开关。

接下来，在刀具马达31及第四开关元件45与蓄电池8的正极侧之间的第一通电路径35上设置有：与刀具开关21联动地接通或断开的、刀具马达31的驱动开关21A。另外，在自主行驶马达32及第五开关元件46与蓄电池8的正极侧之间的第二通电路径36上设置有：与自主行驶开关22联动地接通或断开的、自主行驶马达32的驱动开关22A。

这2个驱动开关21A、22A在刀具开关21或者自主行驶开关22成为接通状态而被输入刀具马达31或者自主行驶马达32的驱动指令时，使通电路径35或者36导通。

因此，即便第一、第二开关元件41、42发生了短路故障，如果刀具开关21或者自主行驶开关22断开，则驱动开关21A或者22A也断开，第一通电路径35或者第二通电路径36被截断。所以，即便是第一、第二开关元件41、42发生了短路故障的情况下，使用者通过将刀具开关21或者自主行驶开关22切换为断开状态，也能够使刀具马达31或者自主行驶马达32的驱动停止。

另外，在从控制电路50朝向第一、第二开关元件41、42的PWM信号的输出路径分别设置有：第一、第二关闭延迟电路47、48。第一、第二关闭延迟电路47、48的目的在于：用于使第一、第二开关元件41、42根据PWM信号而从接通状态变为断开状态的关闭时间比从断开状态变为接通状态的开启时间要长。

即，第一关闭延迟电路47包括：在从控制电路50朝向第一开关元件41的PWM信号的输出路径上所设置的电阻器R12、以及与该电阻器R12并联连接的电阻器R13及二极管D11的串联电路。二极管D11设置成：在PWM信号从低电平上升到高电平时，从控制电路50向第一开关元件41的栅极流入的电流方向为前进方向。

因此，PWM信号上升到高电平而从控制电路50向第一开关元件41的栅极流入的电流大于：PWM信号下降到低电平而从第一开关元件41的栅极向控制部流出的电流。据此，PWM信号成为低电平而使得第一开关元件41从接通状态变为断开状态的关闭时间比PWM信号成为高电平而使得第一开关元件41从断开状态变为接通状态的开启时间要长。

另外，第二关闭延迟电路48包括：在从控制电路50朝向第二开关元件42的PWM信号的输出路径上所设置的电阻器R22、以及与该电阻器R22并联连接的电阻器R23及二极管D21的串联电路。并且，二极管D21与第一关闭延迟电路47的二极管D11同样地设置成：在PWM信号上升时，从控制电路50向第二开关元件42的栅极流入的电流方向为前进方向。因此，第二开关元件42从接通状态变为断开状态的关闭时间比第二开关元件42从断开状态变为接通状态的开启时间要长。

这样，使第一、第二开关元件41、42的关闭时间比开启时间要长，来抑制第一、第二开关元件41、42关闭时产生的高电压的峰值电压。

亦即，当第一、第二开关元件41、42从接通状态变为断开状态时，以蓄积于马达31、32的能量而在马达31、32的第一、第二开关元件41、42侧的端子部分产生高电压。而且，如果该高电压的峰值电压超过第一、第二开关元件41、42的耐电压，则第一、第二开关元件41、42劣化，有时发生破损。因此，本实施方式中，通过使第一、第二开关元件41、42的关闭时间变长，来降低以蓄积于马达31、32的能量产生的高电压的峰值电压，对第一、第二开关元件41、42予以保护，以免因高电压而劣化。

接下来，在控制器30设置有：用于使从蓄电池8接受供电的通电路径34的电压稳定化的电容器37。另外，在控制器30设置有：经由通电路径34而从蓄电池8接受供电并生成电源电压Vcc的电源电路38。

在电源电路38生成的电源电压Vcc为：可驱动控制电路50的直流恒压，被供给至控制电路50。另外，电源电压Vcc经由电阻器R0、R1、R2而被施加于主电源开关20、刀具开关21及自主行驶开关22。另外，电源电压Vcc还被施加于速度调整拨盘24的可变电阻器。

主电源开关20、刀具开关21及自主行驶开关22与电阻器R0、R1及R2之间的连接点分别与控制电路50连接。另外，速度调整拨盘24的可变电阻器的滑动件也与控制电路50连接。因此，在控制电路50侧，能够取得主电源开关20、刀具开关21及自主行驶开关22的接通或断开状态、及来自速度调整拨盘24的行驶速度的指令值(速度指令值)。

主电源开关20与电阻器R0的连接点还与电源电路38连接。如图3所示，每当对主电源开关20进行操作而成为接通状态时，电源电路38进行启动或停止。亦即，主电源开关20仅在使用者操作(按下)时成为接通状态，因此，每当对主电源开关20进行操作时，电源电路38在接通状态与断开状态之间进行切换。

另外，在控制器30配备有：用于使设置于显示部26的各种显示用的LED点亮或熄灭的显示电路58。并且，控制电路50借助该显示电路58而对显示部26的LED的显示状态进行控制。

＜控制电路的功能构成＞

接下来，控制电路50为：包括CPU、ROM、RAM等的微控制单元(MCU)的形态。并且，控制电路50中，通过CPU执行ROM中所存储的程序，来实现图2所示的各种功能。

另外，在其他实施方式中，代替MCU或除了MCU以外，控制电路50可以具备例如分立元件等这样的电子元器件的组合，也可以具备面向特定用途的集成电路(ASIC)。另外，控制电路50可以具备面向特定用途的通用产品(ASSP)，也可以具备例如现场可编程门阵列(FPGA)等可编程逻辑器件，或者可以具备它们的组合。

接下来，对控制电路50的功能进行说明。

如图2所示，控制电路50具备：作为下述各部分的功能，即：速度指令判定部52、SW输入判定部54、显示控制部56、时钟脉冲发生部60、第一分频部61、第二分频部62、第一PWM生成部65、第二PWM生成部66及马达驱动控制部68。

此处，速度指令判定部52从速度调整拨盘24的可变电阻器的滑动件取得利用可变电阻器对电源电压Vcc进行分压得到的电压值，对行驶速度的速度指令值进行判定。

另外，SW输入判定部54根据主电源开关20与电阻器R0之间的连接点的电位、刀具开关21与电阻器R1之间的连接点的电位及自主行驶开关22与电阻器R2的连接点的电位，对各开关20、21、22的接通或断开状态进行判定。

亦即，在上述各连接点的电位为低电平时，SW输入判定部54判定为：所对应的开关20、21或22处于接通状态，在上述各连接点的电位为高电平时，SW输入判定部54判定为：所对应的开关20、21或22处于断开状态。另外，SW表示开关。

接下来，时钟脉冲发生部60是：产生用于确定控制电路50的动作时机的基准时钟脉冲的、所谓的振荡器。

并且，第一分频部61通过对从时钟脉冲发生部60输出的基准时钟脉冲进行分频，来设定：用于对朝向刀具马达31的供电进行PWM控制的第一PWM信号的周期、换言之、第一载频。

另外，第二分频部62通过对从时钟脉冲发生部60输出的基准时钟脉冲进行分频，来设定：用于对朝向自主行驶马达32的供电进行PWM控制的第二PWM信号的周期、换言之、第二载频。

接下来，如图3所示，在刀具开关21处于接通状态时，第一PWM生成部65与从第一分频部61输出的第一载频的时钟脉冲同步地，来生成用于对朝向刀具马达31的供电进行PWM控制的第一PWM信号。

另外，在自主行驶开关22处于接通状态时，第二PWM生成部66与从第二分频部62输出的第二载频的时钟脉冲同步地，来生成用于对朝向自主行驶马达32的供电进行PWM控制的第二PWM信号。

另外，第一PWM生成部65及第二PWM生成部66在刀具马达31及自主行驶马达32的驱动开始时，将第一PWM信号及第二PWM信号的占空比设定为预先设定的最小值。而且，在第一PWM信号及第二PWM信号的每1周期，使占空比逐渐增加，直至第一PWM信号及第二PWM信号的占空比达到目标占空比为止。

这是为了实施：使刀具马达31及自主行驶马达32的转速在驱动开始后逐渐上升的、所谓的软启动。而且，通过该软启动，切割刀片18及驱动轮16的转速在驱动开始后平稳上升，能够抑制：因为上升时的急剧旋转变化而给使用者带来不适感。

另外，在第一PWM生成部65生成的第一PWM信号的目标占空比(DUTY)如图3所示被固定为100％。因此，刀具马达31以DUTY：100％的PWM信号而被控制为最大转速。

与此相对，在第二PWM生成部66生成的第二PWM信号的目标占空比(DUTY)以图3所示的100％为最大值，被设定为：与来自速度调整拨盘24的速度指令值相对应的任意占空比。因此，自主行驶马达32的转速被控制为：与速度指令值相对应的转速。

不过，刀具马达31对切割刀片18进行驱动，因此，在割草作业时从切割刀片18施加的负荷大于：割草机10行驶时从驱动轮16向自主行驶马达32施加的负荷。所以，刀具马达31的耗电大于自主行驶马达32的耗电。

因此，用于对朝向刀具马达31的供电进行PWM控制的第一开关元件41容易发热，如果PWM控制的载频较高，则有时第一开关元件41成为过热状态而发生故障。

所以，在第一PWM生成部65生成的第一PWM信号的载频设定为：能够对第一开关元件41予以保护以免其成为过热状态的频率。具体而言，利用第一分频部61设定的第一载频设定为例如500Hz，以便对第一开关元件41进行过热保护。

另一方面，对于自主行驶马达32，为了使割草机10稳定行驶，要求使转速恒定。不过，如果将对朝向自主行驶马达32的供电进行PWM控制时的载频设定为与刀具马达同样的低频率，则容易因为第二开关元件42的开关而使流通于自动马达32的电流发生脉动。该脉动被称为所谓的波动，若波动大幅叠加于电流，则在自主行驶马达32会产生扭矩的不均，无法使割草机10稳定地行驶。

所以，在第二PWM生成部66生成的第二PWM信号的载频设定为：比第一载频要高的频率，以便利用自主行驶马达32使割草机10稳定地行驶。具体而言，利用第二分频部62设定的第二载频设定为例如8kHz，以便能够使割草机10稳定地行驶。

接下来，马达驱动控制部68将如上所述由第一PWM生成部65及第二PWM生成部66生成的第一PWM信号及第二PWM信号分别作为第一、第二开关元件41、42的驱动信号来进行输出。

该结果，根据第一PWM信号及第二PWM信号，分别对朝向刀具马达31及自主行驶马达32的供电进行PWM控制，从而对刀具马达31及自主行驶马达32进行驱动。

另外，当刀具开关21或者自主行驶开关22从接通状态被切换为断开状态而停止第一PWM信号或者第二PWM信号的输出时，马达驱动控制部68向第四、第五开关元件45、46输出驱动信号(以下为制动信号)。

第四、第五开关元件45、46根据制动信号而成为接通状态，使制动电流流通于刀具马达31或者自主行驶马达32，产生制动力。因此，在刀具开关21或者自主行驶开关22从接通状态被切换为断开状态时，能够使刀具马达31或者自主行驶马达32快速停止。

另外，在本实施方式中，第一分频部61相当于本发明的第一载频设定部的一例，第二分频部62相当于本发明的第二载频设定部的一例。另外，第一PWM生成部65、第二PWM生成部66及马达驱动控制部68相当于本发明的控制部的一例。

＜处理＞

接下来，在控制电路50中，按照图4～图9所示的流程图，对为了实现上述各功能而执行的控制处理进行说明。

该控制处理如下实施，即，在从电源电路38供给电源电压Vcc而使得控制电路50进行动作时，CPU执行ROM中所存储的程序，由此实施控制处理。

当控制处理开始后，首先，在S110，通过计数经过时间计时用的计数器，对经过时间进行计时。在S110进行计时的经过时间为：未实施用于使刀具马达31及自主行驶马达32驱动或者制动的控制的控制停止时间。另外，S表示步骤。

接下来，在S120，判断：刀具马达31或者自主行驶马达32的驱动开关、详细为刀具开关21或者自主行驶开关22是否处于接通状态。

若在S120判断为：刀具马达31或者自主行驶马达32的驱动开关处于接通状态，则进入S130。在S130，清除(clear)经过时间计时用的计数器，进入S140。在S140，执行图5所示的马达驱动处理，进入S110。另外，下文中，对马达驱动处理的详细情况进行说明。

另一方面，若在S120判断为：刀具马达31及自主行驶马达32的驱动开关均处于断开状态，则进入S150。在S150，判断：目前是否为刀具马达31的制动中、详细为是否向第四开关元件45输出了制动信号。

若在S150判断为：目前为刀具马达31的制动中，则进入S160；若在S150判断为：不是刀具马达31的制动中，则进入S180。

在S160，清除经过时间计时用的计数器，进入S170。在S170，执行图9所示的刀具制动控制处理，进入S180。另外，下文中，对刀具制动控制处理的详细情况进行说明。

接下来，在S180，判断：目前是否为自主行驶马达32的制动中、详细为是否向第五开关元件46输出了制动信号。

若在S180判断为：目前为自主行驶马达32的制动中，则进入S190；若在S180判断为：不是自主行驶马达32的制动中，则进入S210。

在S190，清除经过时间计时用的计数器，进入S200。在S200，执行图8所示的自主行驶制动控制处理，进入S210。另外，下文中，对自主行驶制动控制处理的详细情况进行说明。

在S210，判断在S110所计数的经过时间计时用的计数器的计数值是否达到预先设定的时间经过判定用的阈值。并且，如果经过时间计时用的计数器的计数值未达到阈值，则进入S110，再次执行上述一系列的处理。

另一方面，若在S210判断为：经过时间计时用的计数器的计数值达到了阈值，则进入S220，执行电源OFF处理，结束控制处理。

电源OFF处理是：在上述计数值达到了阈值时、详细为未实施用于使刀具马达31及自主行驶马达32驱动或者制动的控制的控制停止时间达到了规定的待机时间时，使控制电路50自身的动作停止的处理。因此，在S220，使电源电路38的动作停止，从而结束控制处理。

接下来，对在S140执行的马达驱动处理进行说明。

如图5所示，在马达驱动处理中，首先，在S310，判断：刀具开关21及自主行驶开关22这两者是否均处于接通状态。并且，在刀具开关21及自主行驶开关22这两者均处于接通状态的情况下，进入S320，执行图6所示的刀具马达控制处理。另外，在S320的处理执行后，进入S330，执行图7所示的自主行驶马达控制处理，结束该马达驱动处理。

接下来，若在S310判断为：刀具开关21及自主行驶开关22这两者不是处于接通状态，则进入S340，判断：刀具开关21是否处于接通状态。

若在S340判断为：刀具开关21处于接通状态，则进入S350，判断：目前是否为自主行驶马达32的制动中。若在S350判断为：目前为自主行驶马达32的制动中，则进入S360，执行图8所示的自主行驶制动控制处理，进入S370。另外，若在S350判断为：目前不是自主行驶马达32的制动中，则进入S370。并且，在S370，执行图6所示的刀具马达控制处理，结束该马达驱动处理。

接下来，在S340判断为：刀具开关21未处于接通状态，换言之，自主行驶开关22处于接通状态的情况下，进入S380，判断：目前是否为刀具马达31的制动中。

若在S380判断为：目前为刀具马达31的制动中，则进入S390，执行图9所示的刀具制动控制处理，进入S400。另外，若在S380判断为：目前不是刀具马达32的制动中，则进入S400。并且，在S400，执行图7所示的自主行驶马达控制处理，结束该马达驱动处理。

接下来，对在S320或S370执行的刀具马达控制处理、以及在S330或S400执行的自主行驶马达控制处理进行说明。

如图6所示，在刀具马达控制处理中，首先，在S410，判断：目前是否为刀具马达31的制动中。并且，在目前为刀具马达31的制动中的情况下，进入S440，执行图9所示的刀具制动控制处理，结束该刀具马达控制处理。

接下来，在S410判断为：目前不是刀具马达31的制动中的情况下，进入S420，设定：向第一开关元件41输出的第一PWM信号的占空比。

虽然第一PWM信号的目标占空比(DUTY)被固定为100％，但在S420，以占空比在第一PWM信号的每1周期接近于目标占空比的方式设定占空比，以便实现上述的软启动。

而且，在接下来的S430，执行PWM信号的输出控制，结束该刀具马达控制处理，该PWM信号的输出控制为：生成以在S420所设定的占空比进行了脉冲宽度调制的第一PWM信号，并向第一开关元件41输出。

另外，第一PWM信号的周期为：通过在第一分频部61对基准时钟脉冲进行分频而生成的第一载频的周期，在S430，与该周期同步地，输出在S420所设定的占空比的PWM信号。

如图7所示，在自主行驶马达控制处理中，首先，在S510，判断：目前是否为自主行驶马达32的制动中。并且，在目前为自主行驶马达32的制动中的情况下，进入S540，执行图8所示的自主行驶制动控制处理，结束该自主行驶马达控制处理。

接下来，在S510判断为：目前不是自主行驶马达32的制动中的情况下，进入S520，设定向第二开关元件42输出的第二PWM信号的占空比。

另外，第二PWM信号的目标占空比(DUTY)与来自速度调整拨盘24的速度指令值对应地进行设定。并且，在S520，以占空比在第二PWM信号的每1周期接近于目标占空比的方式设定占空比，以便实现上述的软启动。

而且，在接下来的S530，执行PWM信号的输出控制，结束该自主行驶马达控制处理，该PWM信号的输出控制为：生成以在S520所设定的占空比进行了脉冲宽度调制的第二PWM信号，并向第二开关元件42输出。

另外，第二PWM信号的周期为通过在第二分频部62对基准时钟脉冲进行分频而生成的第二载频的周期，在S530，与该周期同步地，输出在S520所设定的占空比的PWM信号。

接下来，对在S200、S360或S540执行的自主行驶制动控制处理、以及在S170、S390或S440执行的刀具制动控制处理进行说明。

如图8所示，在自主行驶制动控制处理中，首先，在S610，使第二PWM信号向第二开关元件42的输出停止，将第二开关元件42设为断开状态。

而且，在接下来的S620，向自主行驶制动用的第五开关元件46输出制动信号，将第五开关元件46设为接通状态。该结果，在自主行驶马达32流通有制动电流，产生制动力。

接下来，在S630，计数自主行驶制动时间计时用的计数器，由此对制动信号向第五开关元件46输出的输出时间(以下为自主行驶制动时间)进行计时。

而且，在接下来的S640，判断：在S630所计时的自主行驶制动时间是否达到了用于判定自主行驶制动结束而预先设定的制动时间。另外，关于该制动时间，预先设定了通过自主行驶制动而使割草机10的行驶停止所需要的时间。

在S640判断为：自主行驶制动时间未达到自主行驶制动结束判定用的制动时间的情况下，结束该自主行驶制动控制处理。

另一方面，在S640判断为：自主行驶制动时间达到了自主行驶制动结束判定用的制动时间的情况下，进入S650。在S650，将制动信号向第五开关元件46的输出停止，结束针对自主行驶马达32的制动控制。而且，在接下来的S660，清除自主行驶制动时间计时用的计数器，结束该自主行驶制动控制处理。

这样，根据自主行驶制动控制处理，自主行驶开关22成为断开状态而使得自主行驶马达32的驱动被停止时，在与自主行驶制动结束判定用的制动时间对应的一定时间的期间，使自主行驶马达32产生制动力。因此，能够使割草机10的行驶可靠地停止。

接下来，如图9所示，在刀具制动控制处理中，首先，在S710，使第一PWM信号向第一开关元件41的输出停止，将第一开关元件41设为断开状态。

而且，在接下来的S720，向刀具制动用的第四开关元件45输出制动信号，将第四开关元件45设为接通状态。其结果，在刀具马达31流通有制动电流，产生制动力。

接下来，在S730，计数刀具制动时间计时用的计数器，由此对制动信号向第四开关元件45输出的输出时间(以下为刀具制动时间)进行计时。

而且，在接下来的S740，判断：在S730所计时的刀具制动时间是否达到了预先设定的制动时间TA。在S740判断为：刀具制动时间未达到制动时间TA的情况下，结束该刀具制动控制处理。另外，关于制动时间TA，设定了刀具马达31的旋转因刀具制动而降低并使得制动电流变得足够小所需要的时间。

另一方面，另一方面，在S740判断为：刀具制动时间达到了制动时间TA的情况下，进入S750，判断：刀具开关21是否处于接通状态。

在S750判断为：刀具开关21处于接通状态的情况下，进入S770，将制动信号向第四开关元件45的输出停止，由此结束针对刀具马达31的制动控制。而且，在接下来的S780，清除刀具制动时间计时用的计数器，结束该刀具制动控制处理。

在S750判断为：刀具开关21未处于接通状态的情况下，进入S760，判断：在S730所计时的刀具制动时间是否达到了预先设定的制动时间TB。关于该制动时间TB，预先设定了通过刀具制动而使刀具马达31的旋转停止所需要的时间。因此，制动时间TB比制动时间TA要长。

而且，在S760判断为：刀具制动时间未达到制动时间TB的情况下，结束该刀具制动控制处理。另外，若在S760判断为：刀具制动时间达到了制动时间TB，则在S770结束针对刀具马达31的制动控制，在S780，清除刀具制动时间计时用的计数器后，结束该刀具制动控制处理。

这样，在刀具制动控制处理中，如图10所示，刀具开关21成为断开状态而使得刀具马达31的驱动被停止时，向第四开关元件45输出制动信号，使刀具马达31产生制动力。

并且，若向第四开关元件45输出制动信号的刀具制动时间达到制动时间TB，则判断为：刀具马达31的旋转已停止，将制动信号的输出停止，结束刀具马达31的制动控制。

另外，在刀具制动时间达到制动时间TB的期间，刀具开关21成为接通状态的情况下，以刀具制动时间达到了容许刀具马达31的再次驱动的制动时间TA为条件，将制动信号的输出停止。

因此，使用者在对刀具开关21进行操作而进行割草作业时，即便停止刀具开关21的操作，通过在直至刀具马达31的旋转停止的期间对刀具开关21进行再次操作，也能够重启割草作业。

亦即，在刀具制动控制处理中，使用者对刀具开关21进行操作而进行割草作业时，若使用者停止刀具开关21的操作，则可以在刀具马达31的旋转停止之前对刀具马达31提供制动力。不过，若如此，则对于想要在刀具马达31未停止的状态下使刀具马达31的驱动重启而进行割草作业的作业者来讲，割草机10的使用便利性变差。

与此相对，本实施方式中，即便在刀具马达31因制动控制而未停止时，如果制动控制实施制动时间TA以上，则使用者也能够通过刀具开关21的操作而使刀具马达21的驱动重启。据此，根据本实施方式的割草机10，能够效率良好地实施割草作业，从而能够提高使用者的使用便利性。

＜效果＞

如以上所说明，本实施方式的割草机10中，分别利用以频率不同的第一及第二载频生成的第一及第二PWM信号，对朝向刀具马达31及自主行驶马达32的供电进行PWM控制。

因此，尽管刀具马达31及自主行驶马达32利用通用的控制电路50进行驱动控制，不过，能够针对各马达而设定对朝向各马达的供电进行PWM控制时的载频。据此，能够分别以适合于各马达的载频而对朝向刀具马达31及自主行驶马达32的供电进行PWM控制。

亦即，由于从切割刀片18施加的负荷较大，所以，刀具马达31与自主行驶马达32相比，供电变大，流通于第一开关元件41的电流大于流通于第二开关元件42的电流。

与此相对，根据本实施方式，可以将对第一开关元件41进行PWM控制时的第一载频设定为低于第二载频的频率。因此，能够减少在第一开关元件41产生的开关损耗，从而抑制第一开关元件41成为过热状态。

另外，不需要：为了对第一开关元件41予以保护以避免出现过热故障而提高第一开关元件41的耐电压，因此，第一开关元件41可以利用耐电压低的廉价的开关元件，能够降低割草机10的成本。

另一方面，第二载频设定为高于第一载频的频率，从而能够抑制自主行驶马达32的扭矩变化。据此，根据本实施方式的割草机10，能够使其以所期望的速度稳定地行驶。

另外，本实施方式的割草机10中，用于对朝向刀具马达31及自主行驶马达32的供电进行PWM控制的第一、第二开关元件41、42构成为：关闭时间比开启时间要长。

因此，能够抑制在第一、第二开关元件41、42关闭时产生的高电压的峰值电压，从而对第一、第二开关元件41、42予以保持，以免成为高电压。

[其他实施方式]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，不过，本发明不限定于上述的实施方式，可以进行各种变形而实施。

上述实施方式中，以对朝向刀具马达31的供电进行PWM控制时的第一载频为500Hz为例进行了说明，不过，第一载频可以设定为100Hz～1kHz的范围内的频率。

另外，上述实施方式中，以对朝向自主行驶马达32的供电进行PWM控制时的第二载频为8kHz为例进行了说明，不过，第二载频可以设定为8kHz～20kHz的范围内的频率。

亦即，考虑到：在对朝向马达的供电进行PWM控制时，若将载频设定为1kHz～8kHz的频率区域内，则使用者等周围人会听到因开关的接通或断开而产生的开关噪音。

不过，如果将第一载频及第二载频设定为上述频率范围内，则能够抑制使用者等听到对朝向马达的供电进行PWM控制时产生的开关噪音从而带来令人不快感。

另外，特别是，第一载频可以设定为300Hz～700Hz的范围内，第二载频可以设定为8kHz～10kHz的范围内。

另外，上述实施方式中，以通过在控制电路50内对基准时钟脉冲进行分频来设定第一载频及第二载频为例进行了说明，不过，也可以通过对基准时钟脉冲进行倍增来设定第一载频及第二载频。

或者，可以通过设置产生第一载频或者第二载频的时钟脉冲信号的振荡器，对来自该振荡器的输出进行分频或倍增，来生成与该时钟脉冲信号不同的载频的时钟脉冲信号。

接下来，上述实施方式中，对割草机10进行了说明，不过，如果是例如具备捆扎用的马达和送出捆扎用金属线的马达的钢筋捆扎机等具备用途不同的多个马达的电动作业机，则能够与上述实施方式同样地应用。另外，在例如手推车、耕耘机、地板清洁机等自主行驶式作业机中也能够与上述实施方式同样地应用。

上述实施方式中，以刀具马达31及自主行驶马达32均为有刷马达为例进行了说明。不过，刀具马达31及自主行驶马达32中的一者或者两者可以为无刷马达。亦即，本发明的2个马达可以为对供电进行PWM控制的马达。

可以将上述实施方式中的1个构成要素所具有的多个功能通过多个构成要素来实现，或者将1个构成要素所具有的1个功能通过多个构成要素来实现。另外，可以将多个构成要素所具有的多个功能通过1个构成要素来实现，或者将通过多个构成要素实现的1个功能通过1个构成要素来实现。另外，可以省略上述实施方式的构成的一部分。另外，可以将上述实施方式的构成的至少一部分相对于其他的上述实施方式的构成进行附加或置换。

另外，本发明除了电动作业机以外，还能够以将电动作业机设为构成要素的系统、用于使计算机发挥功能而作为电动作业机的程序、存储有该程序的半导体存储器等非过渡实体记录介质、控制方法等各种形态实现。

Claims (9)

1.一种电动作业机，其特征在于，具备：

第一马达，该第一马达构成为对第一驱动对象物进行驱动；

第二马达，该第二马达构成为对第二驱动对象物进行驱动；

第一通电路径，该第一通电路径构成为将直流电源和所述第一马达连接；

第二通电路径，该第二通电路径构成为将所述直流电源和所述第二马达连接；

第一开关，该第一开关设置于所述第一通电路径上；

第二开关，该第二开关设置于所述第二通电路径上；

第一载频设定部，该第一载频设定部构成为设定用于使所述第一开关接通或断开而对朝向所述第一马达的供电进行PWM控制时的第一载频；

第二载频设定部，该第二载频设定部构成为将用于使所述第二开关接通或断开而对朝向所述第二马达的供电进行PWM控制时的第二载频设定为与所述第一载频不同的频率；以及

控制部，该控制部构成为，当被输入所述第一马达的驱动指令时，以所述第一载频来生成第一PWM信号，并向所述第一开关输出，对朝向所述第一马达的供电进行控制，当被输入所述第二马达的驱动指令时，以所述第二载频来生成第二PWM信号，并向所述第二开关输出，对朝向所述第二马达的供电进行控制。

2.根据权利要求1所述的电动作业机，其特征在于，

所述第一载频设定为：频率比所述第二载频的频率要低。

3.根据权利要求2所述的电动作业机，其特征在于，

所述第一驱动对象物为刀具，

所述第一马达构成为使该刀具旋转。

4.根据权利要求3所述的电动作业机，其特征在于，

所述第二驱动对象物为：使该电动作业机行驶的车轮，

所述第二马达构成为使所述车轮旋转。

5.根据权利要求4所述的电动作业机，其特征在于，

所述第一载频设定为100Hz～1kHz的范围内。

6.根据权利要求5所述的电动作业机，其特征在于，

所述第一载频设定为300Hz～700Hz的范围内。

7.根据权利要求5或6所述的电动作业机，其特征在于，

所述第二载频设定为8kHz～20kHz的范围内。

8.根据权利要求7所述的电动作业机，其特征在于，

所述第二载频设定为8kHz～10kHz的范围内。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的电动作业机，其特征在于，

所述第一开关和/或所述第二开关构成为：根据所述第一PWM信号或者所述第二PWM信号从接通状态变为断开状态的关闭时间比从所述断开状态变为所述接通状态的开启时间要长。

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