JP2002354611A - 電動モータ駆動式作業車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタ等では、走行負荷に関らず車速を一
定に保って走行しなければばらない場合があり、一般の
自動車のごとく、所謂アクセルペダルで適宜走行速を調
整保持するには多大な労力が必要であった。 【解決手段】 バッテリの電力を受けて駆動する電動モ
ータ２を設け、前記電動モータ２から出力される回転動
力を前後輪へ伝達して走行する作業車両を構成する。そ
して前記車両には、操作位置を保持可能なモータ回転設
定レバーを設け、コントローラ６により、前記設定レバ
ーの保持位置に応じて前記電動モータ２を駆動する。そ
して前記モータ２へ通電中に設定値に応じたモータ２の
回転数が検出されないときには、前記電流値を補正す
る。また前記補成中に過剰な通電が継続すると液晶モニ
タ７ａ等で報知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータ駆動
式作業車両の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、農業用トラクタには、特開平７−
３０００２２号公報に示されるように、バッテリ及びこ
のバッテリの電力を受けて駆動する電動モータを設け、
前記電動モータから出力される回転動力を前後輪へ伝達
して走行するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のトラクタ等作業車両では、各種作業を行うときに、
ハンドル操作以外に作業機の操作が必要な場合や、例え
ば施肥播種作業のように走行負荷に関らず車速を一定に
保って走行しなければばらない場合があり、一般の自動
車のごとく、車両停止位置に復帰する所謂アクセルペダ
ルで適宜走行速を調整するには多大な労力が必要であっ
た。

【０００４】また、前記バッテリの電源を用いて作業す
る際には、極力消費電力を節約して、燃費を向上し作業
時間を延長する構成が望まれる。

【０００５】

【課題を解決しようとする手段】この発明は、前記課題
に鑑みて、作業車両の動力伝達装置を以下のように構成
した。即ち、請求項１の発明では、バッテリ（１）及び
このバッテリ（１）の電力を受けて駆動する電動モータ
（２）を設け、前記電動モータ（２）から出力される回
転動力を駆動輪（３Ｆ，３Ｒ）へ伝達して走行する作業
車両において、前記車両には、操作位置を保持可能な操
作部（４）及び前記操作部（４）の保持位置を検出する
センサ（５）と、前記センサ（５）による保持位置に応
じて前記電動モータ（２）へ電流値を設定し、且つ前記
電流の通電中に設定値に応じたモータ（２）の回転数が
検出されないときには、前記電流値を補正する制御手段
（６）を備えたことを特徴とする電動モータ駆動式作業
車両とした。

【０００６】また請求項２の発明は、前記制御手段
（６）による電流値補正の際に、予め設定された電流を
所定時間以上通電したときに、報知する手段（７ａ）を
備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動モータ駆
動式作業車両とした。また請求項３の発明は、バッテリ
（１）及びこのバッテリ（１）の電力を受けて駆動する
電動モータ（２）を設け、前記電動モータ（２）から出
力される回転動力を駆動輪（３Ｆ，３Ｒ）へ伝達して走
行する作業車両において、前記バッテリ（１）と電動モ
ータ（２）とを直列回路と並列回路にて接続すると共
に、前記車両の状態を作業状態若しくは非作業状態に指
定する指定手段（８）を備え、前記指定手段（８）の設
定に応じて、前記回路を切り替えて電動モータ（２）を
駆動する制御手段（６）を備えたことを特徴とする電動
モータ駆動式作業車両とした。

【０００７】また請求項４の発明は、バッテリ（１）及
びこのバッテリ（１）の電力を受けて駆動する電動モー
タ（２）を設け、前記電動モータ（２）から出力される
回転動力を駆動輪（３Ｆ，３Ｒ）へ伝達して走行する作
業車両において、前記バッテリ（１）と電動モータ
（２）とを直列回路と並列回路にて接続すると共に、前
記車両に同車両が作業状態であるか若しくは非作業状態
であるかを検出する検出手段（９）を備え、前記検出手
段（９）の検出に応じて、前記回路を切り替えて電動モ
ータ（２）を駆動する制御手段（６）を備えたことを特
徴とする電動モータ駆動式作業車両とした。

【０００８】

【発明の作用】以上のように構成した請求項１乃至請求
項２の発明では、制御手段（６）により操作部（４）の
保持位置が検出され、この保持位置に応じて前記電動モ
ータ（２）へ電流値が送られてモータ（２）が回転す
る。このとき、モータ回転数が前記操作位置に相当しな
い回転数であれば、電動モータ（２）への通電量が補正
され適正な回転数を得る。

【０００９】また請求項３の発明では、オペレータは指
定手段（８）により前記車両の状態が作業状態か若しく
は非作業状態であるかを設定する。すると、前記制御手
段（６）は、前記指定状態に応じてバッテリ（１）の電
流を直列回路若しくは並列回路のどちらか一方を介して
電動モータ（２）へ送る。

【００１０】また請求項４の発明では、検出手段（９）
により前記車両の状態が作業状態か若しくは非作業状態
であるかが検出される。すると、前記制御手段（６）
は、前記検出状態に応じてバッテリ（１）の電流を直列
回路若しくは並列回路のどちらか一方を介して電動モー
タ（２）へ送る。

【００１１】

【発明の効果】これにより請求項１の発明では、前記車
両には、操作位置を保持可能な操作部（４）及び前記操
作部（４）の保持位置を検出するセンサ（５）と、前記
センサ（５）による保持位置に応じて前記電動モータ
（２）へ電流値を設定し、且つ前記電流の通電中に電流
値に応じたモータ（２）の回転数が検出されないときに
は、前記電流値を補正する制御手段（６）を備えたの
で、モータ回転数を一度設定すれば、この回転数が保持
されるので、前記ペダルでモータ回転数を調整する構成
と比較して、操作が簡略化され、且つ作業負荷に対して
も一定の走行速が得られ、均一な作業を行うことができ
る。

【００１２】また請求項２の発明では、前記請求項１の
制御手段（６）を作動させるに際し、通電よる電動モー
タ（２）の加熱障害を防止することができる。また請求
項３の発明では、前記バッテリ（１）と電動モータ
（２）とを直列回路と並列回路にて接続すると共に、前
記車両の状態を作業状態若しくは非作業状態に設定する
設定手段（８）を備え、前記設定手段（８）の設定に応
じて、前記回路を切り替えて電動モータ（２）を駆動す
る制御手段（６）を備えたので、バッテリ（１）の電力
を極力長持ちさせて、作業時間を延長することができ
る。

【００１３】また請求項４の発明では、前記バッテリ
（１）と電動モータ（２）とを直列回路と並列回路にて
接続すると共に、前記車両に同車両が作業状態であるか
若しくは非作業状態であるかを検出する検出手段（９）
を備え、前記検出手段（８）の検出に応じて、前記回路
を切り替えて電動モータ（２）を駆動する制御手段
（６）を備えたので、請求項３の構成と比較して、設定
操作が不要となったり確実になって、請求項３の発明と
同様、バッテリ（１）の電力を極力長持ちさせて、作業
時間を延長することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の作業車両の一例
として電動モータ駆動式トラクタＴについて説明する。
このトラクタＴは、図２に示すように、ディーゼルエン
ジン駆動型のトラクタの車体を利用して構成され、車体
前部に平面視門形状のフレーム１１を配し、同フレーム
１１間にプレート部材を架け渡し、複数のバッテリ１，
１，…を並べて載置する構成となっている。

【００１５】そして前記フレーム１１の前部下方には、
前輪３Ｆを支持するフロントアクスルケース１２をロー
リング自在に設け、前記前輪３Ｆを後述するミッション
ケース１３内に設けた電動モータ２により駆動すると共
に、ステアリングハンドル１４によって左右操舵する構
成となっている。

【００１６】また、前記ミッションケース１３の後部に
は、後輪３Ｒを支持するリヤアクスルケース１５を設け
ると共に、前記前輪３Ｆ同様に、ケース１３内の電動モ
ータ２により駆動する構成となっている。また前記ミッ
ションケース１３の後部には、作業機昇降用電動モータ
１６によって上下回動するリフトアーム１７を支持し、
リンク機構を介して作業機１８を昇降自在に設けてい
る。

【００１７】尚、前記リフトアーム１７は後述するポジ
ションレバー２１の設定操作角と、リフトアーム１７の
回動基部に設けたリフトアーム角センサ９の検出角が一
致するよう作業機昇降用電動モータ１６を駆動する構成
となっている。トラクタＴの操縦席２０周囲の構成につ
いて説明する。

【００１８】トラクタＴの操縦席２０側方には、前記作
業機１８の高さを調整するポジションレバー２１及び作
業機１８を予め設定した範囲内で連続的に昇降する作業
機昇降スイッチ２２、ミッションケース１３内のギヤ式
変速装置を切り替える変速レバー２３等を設けている。

【００１９】また前記ステアリングハンドル１２の下方
には、図３に示すように、報知手段７（液晶モニタ７
ａ、各種パイロットランプ７ｂ、ブザー３ｄ）、車両の
状態を「作業」か「非作業」かを指定する設定器となる
作業モード切替スイッチ８、メイン電源キースイッチ２
５等を備えたメータパネル２６を設け、更に、前記電動
モータ２の回転数を設定する操作部となるモータ回転設
定レバー４や、フロア上方に変速ペダル２７を設けてい
る。

【００２０】ここで、図９に基づき、前記メイン電源キ
ースイッチ２５の取付構成について説明する。前記メイ
ン電源キースイッチ２５は、上部にネジ溝２５ａを形成
すると共に、この上部一側部に回止用リブ２５ｂを設け
ている。一方前記メータパネル２６にはスイッチ取付穴
を開口し、この開口部下面に前記リブ２５ｂに当接する
当接片２６ａを設けている。そして前記メイン電源キー
スイッチ２５を取り付けるときには、前記開口部の上面
に円形状のシム部材１９Ａを介在させ、下面に前記メー
タパネル２６の折り曲げ部に端を接してスイッチ２５の
位置を前記開口部中心に位置決めする位置決めプレート
１９Ｂを介在させて、取付用ナット２４にて取り付ける
構成となっている。

【００２１】また前記モータ回転設定レバー４の回動基
部は、車体固定側にブレーキ材を介して支持してレバー
操作位置を保持可能に構成すると共に、ポテンショメー
タ２８を設けレバー操作位置を検出する構成となって
る。また変速ペダル２７の回動基部は、中立復帰用ダン
パを設け、オペレータの足踏操作が無くなると中立位
置、即ち車体停止位置へ復帰する構成となっている。ま
た同ペダル２７の基部にも、前記設定レバーと同様、ポ
テンショメータ３０を設けペダルの踏み込み角度を検出
する構成となっている。

【００２２】尚、モータ回転数を設定する操作部は、ダ
イヤル式操作部に構成したり、スイッチ式に構成し前記
液晶パネル部７ａに設定位置（モータ回転数）を表示す
る構成としても良い。そして前記ポテンショメータ２
８，３０は、前記変速レバー２３、ポジションレバー２
１、変速ペダル２７の回動基部に設けた各種センサ２
８，２９，３０と同様に、制御手段となるコントローラ
６へ接続する構成となっている。

【００２３】次に、トラクタＴの動力伝達構造について
図１に基づき説明する。前記ミッションケース１３は、
前部のモータ収納ケース１３ａと後部のギヤ機構収納ケ
ース１３ｂとから構成され、後部のギヤ機構収納ケース
１３ｂは、前記トラクタＴをディーゼルエンジン駆動式
に構成する場合と略同様の構成となっている。

【００２４】そして前記モータ収納ケース１３ａの左右
側壁間にプレート材３５を架け渡し、このプレート３５
上に前記バッテリ１の電力を受けて駆動する走行系電動
モータ２と外部動力系電動モータ３６とを取り付ける構
成となってる。そして、前記走行系電動モータ２の回転
動力は、ギヤ機構収納部１３ｂ内のギヤ式変速装置３７
にて適宜減速され、ケース１３後部の後輪デフ装置３８
に伝達する構成となっている。

【００２５】また前記デフ装置３８の動力上手側には、
前輪３Ｆへ動力を伝達する伝達ギヤ３９を設けると共
に、このギヤ３９に非接触式の後輪回転センサ４０を近
接して設け、前記電動モータ２の出力回転を間接的に検
出する構成となっている。また前記外部動力系電動モー
タ３６は、前記ギヤ式変速装置３７の下方に支持した動
力伝達軸４１を介して、ケース１３ｂ後部に突設するＰ
ＴＯ軸４２に動力を伝達する構成となっている。

【００２６】尚、図中符号４３は、ディーゼルエンジン
駆動型に構成する場合のクラッチハウジングを示し、符
号４４は前記変速装置の後進用カウンターギヤを示す。
また前記走行系電動モータ２と外部動力系電動モータ３
６の別形態としては、単一の共通モータとして回転動力
を分岐する構成としても良い。

【００２７】次に図４に基づき、前記トラクタＴのコン
トローラ６について説明する。コントローラ６は、内部
に各種情報を演算処理するＣＰＵ、制御プログラム等を
記憶するＥＥＰＲＯＭ、各種センサ値、設定値等を一時
記憶するＲＡＭ等を有する構成となっている。また、こ
の入力部に、ポジションレバー２１のポテンショメータ
２９、リフトアーム１７基部のリフトアーム角センサ
９、作業機昇降スイッチ２２、変速レバー２３の変速位
置検出スイッチ３０、変速ペダル２７の基部のポテンシ
ョメータ４６、作業モード切替スイッチ８後輪回転セン
サ４０、等を接続して設けている。また出力部に、作業
機昇降用電動モータ１６、外部動力系電動モータ３６、
走行系電動モータ２、液晶モニタ７ａやランプ７ｂ等を
接続して設けている。

【００２８】また、前記走行系電動モータ２は、図５に
示すように、前記コントローラ６により制御されるスイ
ッチ回路４７を介して駆動する構成となっている。この
スイッチ回路４７は、バッテリ１の電源を前記走行系電
動モータ２へ並列回路若しくは直列回路にて伝達するべ
く、二つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２と、電動モータ２の
回転数を変更する１つの可変抵抗器Ｒを備える構成とな
っている。即ち前記電動モータ２へバッテリ１の電流を
直列で接続するときには、第一スイッチＳＷ１を直列用
接点ａに接続し且つ第二スイッチＳＷ２を開放状態に切
り替える。また前記電動モータ２へバッテリ１の電流を
並列で接続するときには、第一スイッチＳＷ１を並列用
接点ｂに接続し且つ第二スイッチＳＷ２を接続状態に切
り替える。

【００２９】また、前記電動モータ２の回転数を変更す
るときには、前記可変抵抗器Ｒの抵抗値を変化すること
で、電動モータ２へ流れる電流が変化し回転数を変更す
る。以上のように構成したトラクタＴでは、図７及び図
８に示す制御フローチャートのように走行用電動モータ
２へ電流を送り走行する。

【００３０】最初にトラクタＴのメイン電源をオンにす
ると、コントローラ６は各種設定器、センサの接続状態
や設定状態を読み込む。そして、車両の状態を前記モー
ド切替スイッチ８により判定し、これが「作業」モード
に切り替えられていれば、前記スイッチ回路を直列回路
に切り替え、続いてモータ回転補正制御を実行する。一
方、前記スイッチ８が「走行（非作業）」モードに切り
替えられていれば、前記スイッチ回路を並列回路に切り
替え、前記電動モータ２へ変速ペダル２７の踏込み量に
応じた回転数になるよう電流が送られリターンとなる。

【００３１】これにより、負荷が大きい作業状態と、負
荷が小さい非作業状態を異なる回路によって消費電力の
特性を変えてバッテリの電力を消費するので、電力を極
力長持ちさせて、作業時間を延長することができる。ま
た作業／非作業どちらの場合においても各バッテリ１
は、同量の電力を消費してモータ２を駆動するので、例
えば作業／非作業時に夫れ夫れの異なるバッテリを使用
する構成と比較して、充電時やバッテリ交換時にも個別
に管理する必要が無い。

【００３２】尚、前記トラクタＴの状態を判定する手段
として、前記作業モード切替スイッチ８の切替え操作に
代え、或いは同スイッチ８と併用して、車体の可動部、
例えば前記リフトアーム角センサ９の回動状態を検出
し、リフトアーム１７が上昇位置であるときには非作業
状態とし、下降位置であるときには作業状態として判定
する構成や、前記ＰＴＯ軸４２の回転が有る時に作業状
態、無しの時に非作業状態として判定する構成としても
良い。

【００３３】また図中前記モータ回転補正制御では、モ
ータ回転設定レバー４の操作位置に応じて電動モータ２
へ電流が送ると共に、前記回転センサ４０より回転数を
検出し、この回転数が不感帯（図６中上限値と下限値の
間）に検出されるよう前記電動モータ２への電流値を変
更する。

【００３４】これにより、車速が自動で任意の速度に維
持されるので、オペレータは作業時に変速操作を必要と
せず他の操作、例えば作業機昇降操作や操舵操作を行な
うことができ作業効率を向上することができる。また前
記不感帯の内、下限値を下回り最大電流出力値を所定時
間以上継続して出力しているときには、電動モータ２の
加熱障害を防止すべく前記ブザー７ｃを出力すると共に
液晶モニタ７ａ「オーバーヒート」の旨を警告し、通電
を停止する。

【００３５】これにより、過剰な通電を継続して電動モ
ータ２の加熱障害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミッションケースの側面図。

【図２】トラクタの全体側面図。

【図３】メータパネル部の平面図。

【図４】コントローラの接続状態を示す図。

【図５】スイッチ回路。

【図６】電流値（レバー操作位置）とモータ回転数を示
す図。

【図７】コントローラの処理を示す制御フローチャート
（１）。

【図８】モータ回転数補正制御の概要を示すフローチャ
ート（２）。

【図９】メイン電源スイッチの取付構成を示す図。

【符号の説明】

１ バッテリ ２ 走行系電動モータ ３Ｆ 前輪 ３Ｒ 後輪 ４ モータ回転設定レバー ５ ポテンショメータ ６ コントローラ ７ａ 液晶モニタ ７ｂ パイロットランプ ７ｃ ブザー ８ 作業モード切替スイッチ ９ リフトアーム角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA01 PC06 PG10 PI14 PI16 PU02 QE09 QE13 QN03 RB08 SE03 SE08 TO12 TO30 TR04 TU02 TU12 TZ03 TZ07 UB05 UB08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリ（１）及びこのバッテリ（１）
   の電力を受けて駆動する電動モータ（２）を設け、前記
   電動モータ（２）から出力される回転動力を駆動輪（３
   Ｆ，３Ｒ）へ伝達して走行する作業車両において、 前記車両には、操作位置を保持可能な操作部（４）及び
   前記操作部（４）の保持位置を検出するセンサ（５）
   と、前記センサ（５）による保持位置に応じて前記電動
   モータ（２）へ電流値を設定し、且つ前記電流の通電中
   に設定値に応じたモータ（２）の回転数が検出されない
   ときには、前記電流値を補正する制御手段（６）を備え
   たことを特徴とする電動モータ駆動式作業車両。
2. 【請求項２】 前記制御手段（６）による電流値補正の
   際に、予め設定された電流を所定時間以上通電したとき
   に、報知する手段（７ａ）を備えたことを特徴とする請
   求項１に記載の電動モータ駆動式作業車両。
3. 【請求項３】 バッテリ（１）及びこのバッテリ（１）
   の電力を受けて駆動する電動モータ（２）を設け、前記
   電動モータ（２）から出力される回転動力を駆動輪（３
   Ｆ，３Ｒ）へ伝達して走行する作業車両において、 前記バッテリ（１）と電動モータ（２）とを直列回路と
   並列回路にて接続すると共に、前記車両の状態を作業状
   態若しくは非作業状態に指定する指定手段（８）を備
   え、前記指定手段（８）の設定に応じて、前記回路を切
   り替えて電動モータ（２）を駆動する制御手段（６）を
   備えたことを特徴とする電動モータ駆動式作業車両。
4. 【請求項４】 バッテリ（１）及びこのバッテリ（１）
   の電力を受けて駆動する電動モータ（２）を設け、前記
   電動モータ（２）から出力される回転動力を駆動輪（３
   Ｆ，３Ｒ）へ伝達して走行する作業車両において、 前記バッテリ（１）と電動モータ（２）とを直列回路と
   並列回路にて接続すると共に、前記車両に同車両が作業
   状態であるか若しくは非作業状態であるかを検出する検
   出手段（９）を備え、前記検出手段（９）の検出に応じ
   て、前記回路を切り替えて電動モータ（２）を駆動する
   制御手段（６）を備えたことを特徴とする電動モータ駆
   動式作業車両。