JP2003143704A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータが過負荷状態になった場合に、過
負荷状態を解消しつつ電動モータを運転できること。 【解決手段】 電動車両は、走行輪等の走行部を駆動す
る電動モータ２５Ｌ，２５Ｒと、この電動モータをモー
タ駆動部５２Ｌ，５２Ｒを介して制御する制御部４４と
を備える。制御部は、電動モータの通電電流が上限しき
い値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モ
ータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発す
る停止ステッップと、この通電停止指令を発した後に電
動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するま
での間に、モータ駆動部に対して電動モータへの通電指
令を発する再開ステップとを備える。制御部は、停止ス
テッップ並びに再開ステップを反復させるべく制御する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は走行輪等の走行部を
駆動する電動モータを備えた電動車両に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動車両は、制御部にてモータ駆動部を
介して電動モータを回転制御することにより、走行部の
走行速度を制御するものであり、電動モータの過負荷防
止対策を施す場合が多い。このような電動車両として
は、例えば特開平９−２８４９９１号公報「自走式走行
装置のモーター保護装置」（以下、「従来の技術」と
言う）や実開平５−７０１０１号公報「無人搬送台車の
過負荷防止装置」（以下、「従来の技術」と言う）が
知られている。 【０００３】上記従来の技術は、同公報の図４によれ
ば、モーター電流検出回路Ｃａ（符号は公報に記載され
たものを引用した。以下同じ。）にて検出された走行駆
動モーターＭの電流が設定値以上になると警報ランプ２
３や警報ブザー２４で警報を発し、その状態が一定時間
継続したときに走行駆動モーターＭを停止させるという
ものである。 【０００４】一方、上記従来の技術は、同公報の図３
によれば、走行指示部で設定された設定速度信号と走行
速度検出器７，７で検出された走行用モータ３，３の走
行速度検出信号とを比較し、短時間で走行速度検出信号
が設定速度信号よりも大きくなった場合に、過負荷であ
ると判断し、走行用モータ３，３を停止させるというも
のである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によ
れば、過負荷時に走行駆動モーターＭ（電動モータに相
当）を停止させることで、走行駆動モーターＭや関連す
る電気部品を保護することができる。上記従来の技術
も同様である。ところで、特に上記従来の技術，の
ような作業用電動車両においては、電動モータが過負荷
状態になっても完全に停止させずに、走行させた方が好
ましい場合もある。作業用電動車両の走行状態を維持す
ることで、作業性を高めることができるからである。 【０００６】そこで本発明の目的は、電動モータが過負
荷状態になった場合に、過負荷状態を解消しつつ電動モ
ータを運転することができる技術を提供することにあ
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、走行輪等の走行部を駆動する電動モータ
と、この電動モータをモータ駆動部を介して制御する制
御部と、を備える電動車両において、制御部が、電動モ
ータの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高
信号を検出したときに、モータ駆動部に対して電動モー
タへの通電停止指令を発する停止ステッップと、この通
電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零にな
るまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部に対
して電動モータへの通電指令を発する再開ステップとを
備え、これらの停止ステッップ並びに再開ステップを反
復させるべく制御するように構成したことを特徴とす
る。 【０００８】一般に、電動モータへの通電を停止したと
きに、電動モータのコイルのインダクタンスの影響によ
り、電動モータの通電電流が０アンペアまで降下するの
に若干の時間（１ミリ秒程度）がかかる。請求項１は、
このような電動モータの特性を積極的に利用したもので
ある。過負荷時にモータ駆動部へ通電停止指令を発した
後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過
するまでの間に、モータ駆動部からの通電を再開させ
る。このように短いタイミングで、通電の停止と再開と
を反復させる。電動モータの通電電流が上限しきい値か
ら降下する途中で通電を再開させるので、過負荷後の電
流変動を抑制することができる。この結果、電動モータ
の出力トルク変動を抑制することができる。従って、電
動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷状態を解
消しつつ電動モータを運転することで、電動車両の走行
状態を維持することができる。電動車両を作業用電動車
両として採用した場合には、走行状態を維持すること
で、作業性を高めることができる。しかも、電動モータ
や関連する電気部品に過電流が流れないので、これらの
電動モータや電気部品を過負荷から保護することができ
る。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向
に従い、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号
の向きに見るものとする。 【００１０】図１は本発明に係る除雪機の平面図であ
り、電動車両としての除雪機１０は、機体１１にエンジ
ン１２を搭載し、機体１１の前部に作業部としてのオー
ガ１３及びブロア１４を装備し、機体１１の左右にクロ
ーラ１５Ｌ，１５Ｒを配置し、機体１１の後部に操作盤
１６を配置した車両であり、作業者が操作盤１６の後か
ら連れ歩く歩行型作業機である。以下、要部を詳細に説
明する。なお、操作盤１６は図２で詳しく説明する。 【００１１】エンジン１２の出力の一部で、発電機１７
を回し、得た電力を操作盤１６の下方に配置したバッテ
リ（図４の符号４３参照）に供給すると共に、後述する
左右の走行モータに供給する。エンジン１２の出力の残
部は、電磁クラッチ１８及びベルト１９を介して作業部
としてのブロア１４及びオーガ１３の回転に充てる。オ
ーガ１３は地面に積もった雪を中央に集める作用をな
し、この雪を受け取ったブロア１４はシュータ２１を介
して雪を機体１１の周囲の所望の位置へ投射する。２２
はオーガハウジングであり、オーガ１３を囲うカバー部
材である。 【００１２】左のクローラ１５Ｌは、駆動輪２３Ｌと遊
動輪２４Ｌとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動
輪２３Ｌは左の走行モータ２５Ｌで正逆転させる。右の
クローラ１５Ｒも、駆動輪２３Ｒと遊動輪２４Ｒとに巻
き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｒは右の走
行モータ２５Ｒで正逆転させる。 【００１３】従来の除雪機では１個のエンジン（ガソリ
ンエンジン又はジーゼルエンジン）で作業部系（オーガ
回転系）と走行系（クローラ駆動系）とを賄っていた
が、本発明ではエンジン１２で作業部系（オーガ回転
系）を駆動し、電動モータ（走行モータ２５Ｌ，２５
Ｒ）で走行系（クローラ駆動系）を駆動するようにした
ことを特徴とする。細かな走行速度の制御、旋回制御及
び前後進切替制御は電動モータが適当であり、一方、急
激な負荷変動を受ける作業部系はパワーのある内燃機関
が適当であるとの考えに基づいて、そのようにした。 【００１４】図２は図１の２矢視図であり、操作盤１６
には、操作箱２７の手前の側面にメインスイッチ２８、
エンジンチョーク２９、クラッチ操作ボタン３１などを
備え、操作箱２７の上面に、投雪方向調節レバー３２、
オーガハウジング姿勢調節レバー３３、走行系に係る方
向速度レバー３４、作業部系に係るエンジンスロットル
レバー３５を備え、操作箱２７の右にグリップ３６Ｒ及
び右旋回操作レバー３７Ｒを備え、操作箱２７の左にグ
リップ３６Ｌ、左旋回操作レバー３７Ｌ及び走行準備レ
バー３８を備える。 【００１５】左右旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒはブレ
ーキレバーに近似するが、後述するとおりに完全な制動
効果は得られない。操作することで走行モータ２５Ｌ，
２５Ｒの回転を落として機体をターンさせることに使用
するため、ブレーキレバーと言わずに旋回操作レバーと
呼ぶことにした。 【００１６】メインスイッチ２８はメインキーを差込
み、回すことでエンジンを始動することのできる周知の
スイッチである。エンジンチョーク２９は引くことで混
合気の濃度を高めることができる。投雪方向調節レバー
３２は、シュータ（図１の符号２１）方向を変更すると
きに操作するレバーであり、オーガハウジング姿勢調節
レバー３３はオーガハウジング（図１の符号２２）の姿
勢を変更するときに操作するレバーである。その他の部
材の作用は、図４で説明する。 【００１７】図３は図２の３矢視図であり、左旋回操作
レバー３７Ｌを握ることにより、ポテンショメータ３９
Ｌのアーム３９ａの角度を想像線の位置まで回転するこ
とができる。ポテンショメータ３９Ｌはアーム３９ａの
回転位置に応じた電気情報を発する機器である。 【００１８】また、走行準備レバー３８はスイッチ手段
４２に作用する部材であり、スプリング４１の引き作用
により、図の状態（フリー状態）になればスイッチ手段
４２はオンになる。作業者の左手で走行準備レバー３８
を図時計回りに下げれば、スイッチ手段４２はオフとな
る。このように、走行準備レバー３８が握られているか
否かはスイッチ手段４２で検出することができる。 【００１９】図４は本発明に係る除雪機の制御系統図で
あり、操作盤に内蔵若しくは付設した制御部４４内の機
器及び情報伝達経路を示すが、概ね四角は機器、丸はド
ライバーを示す。そして、想像線枠で囲ったエンジン１
２、電磁クラッチ１８、ブロア１４及びオーガ１３が作
業部系４５であり、その他は走行系となる。４３はバッ
テリである。なお、制御部４４内に破線で指令の流れを
便宜上示したが、これはあくまでも参考的記載に過ぎな
い。 【００２０】先ず、作業部系の作動を説明する。メイン
スイッチ２８にキーを差込み、回してスタートポジショ
ンにすることにより、図示せぬセルモータの回転により
エンジン１２を始動させる。エンジンスロットルレバー
３５は図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ４
８に繋がっているので、エンジンスロットルレバー３５
を操作することでスロットルバルブ４８の開度を制御す
ることができる。これにより、エンジン１２の回転数を
制御することができる。 【００２１】走行準備レバー３８を握ると共に、クラッ
チ操作ボタン３１を操作することにより、作業者の意志
で電磁クラッチ１８を接続し、ブロア１４及びオーガ１
３を回すことができる。なお、走行準備レバー３８をフ
リーにするかクラッチ操作ボタン３１を操作するかの何
れかにより、電磁クラッチ１８を断状態にすることがで
きる。 【００２２】次に走行系の作動を説明をする。本発明の
除雪機は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブ
レーキとして、左右の電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを備
えており、これらの電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは、駐
車中は制御部４４の制御により、ブレーキ状態にある。
そこで、次の手順で電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを開放
する。 【００２３】メインスイッチ２８がスタートポジション
にあること及び走行準備レバー３８が握られていること
の２つの条件が満たされ、方向速度レバー３４を前進又
は後進（図５で説明する。）に切換えると、電磁ブレー
キ５１Ｌ，５１Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。 【００２４】図５は本発明で採用した方向速度レバーの
作用説明図であり、方向速度レバー３４は、作業者の手
で、矢印，の如く往復させることができ、「中立範
囲」より「前進」側へ倒せば車両を前進させることがで
き、且つ「前進」領域においては、Ｌｆが低速前進、Ｈ
ｆが高速前進となるように、速度制御も行える。同様
に、「中立範囲」より「後進」側へ倒せば車両を後進さ
せることができ、且つ「後進」領域においては、Ｌｒが
低速後進、Ｈｒが高速後進となるように、速度制御も行
える。この例では、図の左端に付記した通りに、後進の
最高速が０Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範
囲が２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータ
でポジションに応じた電圧を発生させる。１つのレバー
で前後の方向と高低速の速度制御とを設定できるので、
方向速度レバー３４と名付けた。 【００２５】図４に戻って、方向速度レバー３４の位置
情報をポテンショメータ４９から得た制御部４４は、左
右のモータドライバー（モータ駆動部）５２Ｌ，５２Ｒ
を介して左右の走行モータ２５Ｌ，２５Ｒを回し、走行
モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転速度を回転センサ５３Ｌ，
５３Ｒで検出して、その信号に基づいて回転速度を所定
値になるようにフィードバック制御を実行する。この結
果、左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒが所望の方向に、所定
の速度で回り、走行状態となる。 【００２６】走行中の制動は次の手順で行う。本発明で
はモータドライバー５２Ｌ，５２Ｒに回生ブレーキ回路
５４Ｌ，５４Ｒを含む。 【００２７】一般論としてバッテリから電動モータへ電
気エネルギーを供給することで、電動モータは回転す
る。一方、発電機は回転を電気エネルギーに変換する手
段である。そこで、本発明では電気的切換えにより、走
行モータ２５Ｌ，２５Ｒを発電機に変え、発電させるよ
うにした。発電電圧がバッテリ電圧より高ければ、電気
エネルギーはバッテリ４３へ蓄えることができる。これ
が回生ブレーキの作動原理である。 【００２８】左旋回操作レバー３７Ｌの握りの程度をポ
テンショメータ３９Ｌで検出し、この検出信号に応じて
制御部４４は左の回生ブレーキ回路５４Ｌを作動させ
て、左の走行モータ２５Ｌの速度を下げる。右旋回操作
レバー３７Ｒの握りの程度をポテンショメータ３９Ｒで
検出し、この検出信号に応じて制御部４４は右の回生ブ
レーキ回路５４Ｒを作動させて、右の走行モータ２５Ｒ
の速度を下げる。すなわち、左旋回操作レバー３７Ｌを
握ることで左旋回させることができ、右旋回操作レバー
３７Ｒを握ることで右旋回させることができる。 【００２９】そして、次の何れかにより走行を停止する
ことができる。方向速度レバー３４を中立位置に戻す。
走行準備レバー３８を離す。メインスイッチ２８をオフ
位置に戻す。 【００３０】停止後にメインスイッチ２８をオフ位置に
戻せば、電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒがブレーキ状態と
なり、パーキングブレーキを掛けたことと同じになる。 【００３１】図６は本発明に係る除雪機の回路図であ
り、特に電動モータ２５Ｌ，２５Ｒ、メインスイッチ２
８、バッテリ４３、制御部４４及びモータ駆動部５２
Ｌ，５２Ｒの関係について示したものである。 【００３２】メインスイッチ２８は、差込んだキーを回
すことで可動接点２８ａを「オフ位置ＯＦＦ」、「オン
位置ＯＮ」、「スタート位置ＳＴ」に切換え操作するイ
グニッションスイッチである。このメインスイッチ２８
は、可動接点２８ａがオン位置ＯＮで接触するオン用固
定接点２８ｂと、可動接点２８ａがスタート位置ＳＴで
接触するスタート用固定接点２８ｃとを備える。メイン
スイッチ２８をスタート位置ＳＴに切換えたときに、エ
ンジン１２（図４参照）を始動させることができる。 【００３３】本発明は、走行輪等の走行部を駆動する電
動モータ２５Ｌ，２５Ｒを、モータ駆動部５２Ｌ，５２
Ｒを介して制御部４４にて制御するようにした電動車両
における、電源装置８０に特徴がある。 【００３４】左のモータ駆動部５２Ｌは、左の電動モー
タ２５Ｌを正転駆動並びに逆転駆動するモータ駆動回路
６０と、モータ駆動回路６０の各ゲートを制御するゲー
ト駆動回路７１と、電動モータ２５Ｌへ供給する電力の
電圧を安定化させるための２つのコンデンサ７２，７２
と、電動モータ２５Ｌの通電電流を検出する電流検出部
７３と、モータ駆動回路６０の温度を検出する温度検出
部７４とを備える。 【００３５】モータ駆動回路６０は、４つの電界効果ト
ランジスタ（以下「ＦＥＴ」と言う。）６１〜６４と、
各ＦＥＴ６１〜６４のドレイン・ソース間に接続したダ
イオード６５〜６８と、を組合せた回路構成である。第
１・第２のＦＥＴ６１，６２間と第３・第４のＦＥＴ６
３，６４間とに電動モータ２５Ｌを接続し、第１・第３
のＦＥＴ６１，６３をメインスイッチ２８のオン用固定
接点２８ｂに接続し、第２・第４のＦＥＴ６２，６４を
アースする。 【００３６】ゲート駆動回路７１は、メインスイッチ２
８のオン用固定接点２８ｂを介してバッテリ４３に接続
することで、給電を受けるとともに、制御部４４の制御
信号を受けて４つのＦＥＴ６１〜６４をオン・オフ駆動
する。なお、上記右のモータ駆動部５２Ｒの構成並びに
その配線についても、左のモータ駆動部５２Ｌと同じで
あり、詳細な説明を省略する。 【００３７】電動車両用電源装置８０は、電源としての
バッテリ４３、メインスイッチ２８、モータ駆動部５２
Ｌ，５２Ｒの経路で電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへ電力を
供給する給電回路８１に、コンデンサ７２，７２を接続
し、給電回路８１のうちメインスイッチ２８のオン用固
定接点２８ｂとコンデンサ７２，７２との間を、予備充
電回路８２並びに本充電回路８３の並列回路としたもの
である。 【００３８】詳しくは、給電回路８１のうちの、オン用
固定接点２８ｂとモータ駆動回路６０との間の途中のＰ
１点に、２つのコンデンサ７２，７２の各一端を接続す
るとともに、コンデンサ７２，７２の各他端をアースす
る。 【００３９】予備充電回路８２並びに本充電回路８３
は、オン用固定接点２８ｂとＰ１点との間を互いに並列
に結ぶ並列回路である。予備充電回路８２は、充電用抵
抗８４並びに逆流防止用ダイオード８５だけが介在し、
スイッチが介在しない回路である。一方、本充電回路８
３は、常閉接点８６ｂ並びに逆流防止用ダイオード８７
だけが介在した回路である。この常閉接点８６ｂは本充
電用リレー８６の接点である。本充電用リレー８６は、
制御部４４に制御されて励磁するコイル８６ａと、通常
ではオンでありコイル８６ａが励磁したときにオフ作動
する常閉接点８６ｂとからなる。 【００４０】制御部４４は、オン用固定接点２８ｂに接
続することで、メインスイッチ２８のオン操作信号を受
けて左右のモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒのゲート駆動回
路７１や本充電用リレー８６を制御する。この制御部４
４は、メインスイッチ２８をオン操作したときから予備
充電時間が経過するまで、常閉接点８６ｂがオン作動せ
ぬように本充電用リレー８６を制御するように構成した
ことを特徴とする。 【００４１】次に、上記構成の電動車両用電源装置８０
の作用を、図６に基づき説明する。メインスイッチ２８
をオン操作すると、可動接点２８ａはオン用固定接点２
８ｂに接触する。この結果、左右のモータ駆動部５２
Ｌ，５２Ｒのゲート駆動回路７１は給電状態になる。 【００４２】同時に、制御部４４はメインスイッチ２８
のオン操作信号を受け、メインスイッチ２８をオン操作
したときから予備充電時間が経過するまで、本充電用リ
レー８６のコイル８６ａを励磁させる。コイル８６ａが
励磁しているときには、常閉接点８６ｂはオン状態から
オフ作動に切り換る。この結果、本充電回路８３は遮断
される。このため、メインスイッチ２８をオン操作した
ときからコンデンサ７２，７２が一定電圧に充電される
までの予備充電時間では、バッテリ４３→メインスイッ
チ２８→予備充電回路８２の経路でコンデンサ７２，７
２に徐々に充電される。この予備充電の時定数は、充電
用抵抗８４の抵抗値とコンデンサ７２，７２の容量とに
よって決定される。 【００４３】予備充電時間は、制御部４４に内蔵された
タイマ（又はタイマ機能）によってカウントされる時間
であり、例えば１ｓｅｃである。制御部４４は、予備充
電時間が経過した時点で、本充電用リレー８６のコイル
８６ａを非励磁にする。コイル８６ａが非励磁になるの
で、常閉接点８６ｂはオフ状態からオン作動に切り換
る。この結果、本充電回路８３は通電可能になる。この
ため、バッテリ４３→メインスイッチ２８→本充電回路
８３の経路でコンデンサ７２，７２に急速に充電され
る。急速に充電できる理由は、本充電回路８３に充電用
抵抗を備えていないからである。なお、予備充電回路８
２を介しても充電可能である。 【００４４】制御部４４からゲート駆動回路７１にパル
ス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発することで、バッテリ
４３やコンデンサ７２，７２からモータ駆動部５２Ｌ，
５２Ｒを介して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへ電力を供給
して、正転又は逆転させることができる。さらには、電
動モータ２５Ｌ，２５Ｒや他の何等かの原因によって発
生するノイズや、電源電圧の一時的な変化を、コンデン
サ７２，７２によって吸収することで、電動モータ２５
Ｌ，２５Ｒへ供給する電力の電圧を安定化させることが
できる。 【００４５】ここで、上記説明を整理する。メインスイ
ッチ２８をオン操作したときからコンデンサ７２，７２
が一定電圧になるまでの予備充電時間においては、コン
デンサ７２，７２を充電するために流れる突入電流が極
めて大きい。 【００４６】これに対して本発明は、予備充電回路８２
にスイッチが介在していないので、突入電流に対するス
イッチの耐久性を考慮する必要がない。さらには、本充
電回路８３に常閉接点８６ｂを介在させ、メインスイッ
チ２８をオン操作したときから予備充電時間が経過する
まで、常閉接点８６ｂがオン作動せぬように本充電用リ
レー８６を制御部４４で制御するので、常閉接点８６ｂ
に突入電流が流れることはない。このため、突入電流に
対する常閉接点８６ｂの耐久性を考慮する必要はない。 【００４７】さらに本発明の制御部４４は、（１）電流
検出部７３で検出した電動モータ２５Ｌ又は２５Ｒの通
電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検
出したときに、モータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒに対して電
動モータ２５Ｌ，２５Ｒへの通電停止指令を発する停止
ステッップと、（２）この通電停止指令を発した後に電
動モータ２５Ｌ又は２５Ｒの通電電流が零になるまでの
時間が経過するまでの間に、モータ駆動部５２Ｌ，５２
Ｒに対して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへの通電指令を発
する再開ステップとを備え、（３）これらの停止ステッ
ップ並びに再開ステップを反復させるべく制御するよう
に構成するとともに、（４）温度検出部７４で検出した
モータ駆動回路６０の温度が温度上限しきい値を越えた
との温度異常高信号を検出したときに、モータ駆動部５
２Ｌ，５２Ｒに対して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを完全
に停止させるように停止指令を発する完全停止ステッッ
プを備えたことを特徴とする。 【００４８】より詳しくは、制御部４４は次の（１）〜
（４）の機能を有する。すなわち、（１）左のモータ駆
動部５２Ｌの電流検出部７３で検出した通電電流、又は
／及び、右のモータ駆動部５２Ｒの電流検出部７３で検
出した通電電流が上限しきい値を越えたときに、停止ス
テッップで通電停止指令を発する。（２）その後に、左
のモータ駆動部５２Ｌの電流検出部７３で検出した通電
電流、又は／及び、右のモータ駆動部５２Ｒの電流検出
部７３で検出した通電電流が零になるまでの時間が経過
するまでの間に、再開ステップで通電指令を発する。
（３）これらの停止ステッップ並びに再開ステップの反
復回数（再実行回数）が一定の基準実行回数に達したと
きに、完全停止ステッップで停止指令を発する。（４）
さらには、左のモータ駆動部５２Ｌの温度検出部７４で
検出した温度、又は／及び、右のモータ駆動部５２Ｒの
温度検出部７４で検出した温度が温度上限しきい値を越
えたときに、完全停止ステッップで停止指令を発する。 【００４９】図７は本発明に係る制御部による電動モー
タの電流異常高検出の概念を説明する説明図であり、横
軸を時間Ｔｃ（ミリ秒）とし縦軸を電動モータの通電電
流Ｉｒ（アンペア）として表す。ここで、電動モータの
通電電流Ｉｒのうち、過負荷時の上限しきい値をＩｓと
する。上限しきい値Ｉｓについては、電動モータに過負
荷が作用したときに、電動モータの耐久性を維持できる
上限電流が判断可能な値であればよい。 【００５０】電動モータに過負荷が作用することで、電
動モータの通電電流Ｉｒが上昇して上限しきい値Ｉｓを
越えたとき（Ｐ１点に達したとき）に、制御部は通電停
止指令を発して電動モータへの通電を停止させる。この
結果、通電電流Ｉｒは０アンペアまで降下し得る。通電
停止指令を発した後に電動モータの通電電流Ｉｒが０ア
ンペアになるまでの時間（電流下降時間）をＴｒとす
る。すなわち、電流下降時間ＴｒはＰ２点からＰ３点に
なるまでの時間である。 【００５１】一般に、電動モータへの通電を停止したと
きに、電動モータのコイルのインダクタンスの影響によ
り、電動モータの通電電流Ｉｒが０アンペアまで降下す
るのに若干の時間（１ミリ秒程度）がかかる。この時間
が電流下降時間Ｔｒである。本発明は、このような電動
モータの特性を積極的に利用したものである。 【００５２】すなわち、電流下降時間Ｔｒが経過するま
での間Ｔｓ（途中の時間Ｔｓ）に、制御部は通電指令を
発して、電動モータへの通電を再開させる。途中の時間
Ｔｓは電流下降時間Ｔｒよりも小さい。電動モータの過
負荷状態が続いているときには、通電電流Ｉｒは降下途
中で再び上昇して上限しきい値Ｉｓを越える。このとき
に、制御部は再び通電停止指令を発して電動モータへの
通電を停止させる。電動モータの過負荷状態が続いてい
るときには、制御部はこの通電停止指令と通電指令とを
反復する。 【００５３】以上の説明から明らかなように、過負荷時
に、通電停止指令を発した後に電流下降時間Ｔｒが経過
するまでの間Ｔｓに、通電指令を発して通電を再開させ
る。このように短いタイミングで、通電の停止と再開と
を反復させる。電動モータの通電電流Ｉｒが上限しきい
値Ｉｓから降下する途中で通電を再開させるので、過負
荷後の電流変動を抑制することができる。この結果、電
動モータの出力トルク変動を抑制することができる。従
って、電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷
状態を解消しつつ電動モータを運転することで、電動車
両の走行状態を維持することができる。電動車両を作業
用電動車両として採用した場合には、走行状態を維持す
ることで、作業性を高めることができる。しかも、電動
モータや関連する電気部品に過電流が流れないので、こ
れらの電動モータや電気部品を過負荷から保護すること
ができる。 【００５４】次に、上記図６に示す制御部４４をマイク
ロコンピュータとした場合に、電動モータの通電電流が
異常高であると判定するときの制御フローについて、図
８に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を
示す。特に説明がないステップ番号については、番号順
に進行する。 【００５５】図８は本発明に係る制御部の制御フローチ
ャートである。なお、この制御はメインスイッチ２８
（図６参照）をオン位置ＯＮに切換えたという条件下で
実行する。 ＳＴ０１；初期設定をする。例えば再実行回数Ｒｔをリ
セットする（Ｒｔ＝０）。 ＳＴ０２；モータ駆動部に制御用のＰＷＭ信号を発し
て、電動モータの回転制御を実行する。 【００５６】ＳＴ０３；電動モータの通電電流Ｉｒを読
み込む。 ＳＴ０４；電動モータの通電電流Ｉｒが過負荷時の上限
しきい値をＩｓを越えたか否かを調べ、ＹＥＳであれば
電流異常高信号を検出したとしてＳＴ０５に進み、ＮＯ
であればＳＴ１０に進む。 ＳＴ０５；モータ駆動部に対して電動モータへの通電停
止指令を発して、過負荷状態を回避する。すなわち、Ｐ
ＷＭ信号のデューティ率を零にする。ここで「デューテ
ィ率」とは、周期的パルス列の任意のパルスのパルス幅
とパルス繰り返し周期との比のことであり、パルス専有
率（pulse duty factor）とも言う。 【００５７】ＳＴ０６；制御部に内蔵したタイマをリセ
ット（Ｔｃ＝０）してスタートさせる。 ＳＴ０７；タイマをスタートしてからのカウント時間
（経過時間）Ｔｃが所定の基準時間Ｔｓに達したか否か
を調べ、ＹＥＳであればＳＴ０８に進み、ＮＯであれば
ＳＴ０７を繰り返す。この基準時間Ｔｓは、上記図７で
説明したように、通電停止指令を発した後に電動モータ
の通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの時間
である。 ＳＴ０８；モータ駆動部に対して電動モータへの通電指
令を発する。すなわち、ＳＴ０５で通電停止指令を発す
る直前におけるデューティ率のＰＷＭ信号を発する。 【００５８】ＳＴ０９；通電停止指令及び通電指令を１
回ずつ繰り返したとして、再実行回数Ｒｔを１回加算す
る。 ＳＴ１０；モータ駆動回路の温度Ｔｅｍ１を読み込む。
モータ駆動回路の温度は、温度検出部７４（図６参照）
で検出した温度である。 ＳＴ１１；モータ駆動回路の温度Ｔｅｍ１が予め設定さ
れた温度上限しき値Ｔｅｍ２に達したか否かを調べ、Ｙ
ＥＳであれば温度異常高信号を検出したとしてＳＴ１３
に進み、ＮＯであればＳＴ１２に進む。 【００５９】ＳＴ１２；再実行回数Ｒｔが予め設定され
た基準実行回数Ｒｓに達したか否かを調べ、ＹＥＳであ
れば過負荷が解消されない時間が長いとしてＳＴ１３に
進み、ＮＯであればＳＴ０３に戻る。 ＳＴ１３；電動モータの過負荷状態が解消されないか又
はモータ駆動回路の温度異常高であるとして、モータ駆
動部に対して電動モータへの通電停止指令を発して、電
動モータを完全に停止させる。 ＳＴ１４；作業部を完全に停止させて、スタートにリタ
ーンさせる。 【００６０】以上の説明から明らかなように、上記ＳＴ
０３〜ＳＴ０５は、電流検出部で検出した電動モータの
通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を
検出したときに、モータ駆動部に対して電動モータへの
通電停止指令を発する停止ステッップである。 【００６１】上記ＳＴ０６〜ＳＴ０８は、通電停止指令
を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時
間が経過するまでの間に、モータ駆動部に対して電動モ
ータへの通電指令を発する再開ステップである。 【００６２】上記ＳＴ０９，ＳＴ１２は、停止ステッッ
プ並びに再開ステップを反復させるべく制御する反復ス
テップである。 【００６３】上記ＳＴ０９〜ＳＴ１３は、（１）温度検
出部で検出したモータ駆動回路の温度が温度上限しきい
値を越えたとの温度異常高信号を検出したとき、又は、
（２）停止ステッップ並びに再開ステップの反復回数
（再実行回数Ｒｔ）が一定の基準実行回数Ｒｓに達した
ときに、モータ駆動部に対して電動モータを完全に停止
させるように停止指令を発する完全停止ステッップであ
る。 【００６４】なお、本発明を適用する作業機は除雪機１
０に限るものではなく、図９に示す芝刈機など種類は任
意である。図９は本発明に係る電動車両の別実施例図で
あり、電動車両としての芝刈機１００は、ハウジング１
０１にエンジン１０２を搭載し、このエンジン１０２で
駆動する回転軸１０３に作業部としてのカッタ１０４を
取付ける。エンジン１０２の出力の一部で、ベルト１０
５を介して発電機１０６を回し、得た電力をバッテリ１
０７に供給するとともに左右の電動モータ（走行モー
タ）１１２Ｌ，１１２Ｒに供給する、作業者がハウジン
グ１０１の後から連れ歩く歩行型作業機である。 【００６５】ハウジング１０１から前方へ延びた機体１
１１に、電動モータ１１２Ｌ，１１２Ｒ及び動力伝達機
構１１３Ｌ，１１３Ｒを取付けるとともに、制御部１１
５を取付ける。制御部１１５は、左右のモータ駆動部１
０８Ｌ，１０８Ｒを介して左右の電動モータ１１２Ｌ，
１１２Ｒを制御するものである。電動モータ１１２Ｌ，
１１２Ｒの動力は、動力伝達機構１１３Ｌ，１３Ｒを介
して左右の走行輪（駆動輪）１１４Ｌ，１１４Ｒに伝わ
る。 【００６６】さらに、ハウジング１０１の後部下部に左
右の後輪１１６Ｌ，１１６Ｒを取付けるとともに、ハウ
ジング１０１の後部上部から後方へ操作ハンドル１１７
を延し、操作ハンドル１１７は、変速操作装置１１８及
びカッタレバー１１９を備える。方向速度装置１１８
は、方向速度レバー１１８ａの位置情報を発するポテン
ショメータを備える。方向速度装置１１８の方向速度レ
バー１１８ａを操作することで車両を前進・後進させる
とともに速度調整をすることができる。カッタレバー１
１９を起こすことでカッタ１０４を回転させることがで
きる。さらにハウジング１０１は、後部に刈り芝を収納
するグラスバッグ１２１を着脱自在に取付ける。 【００６７】この芝刈機１００においても、上記図６に
示す除雪機の回路と同様の構成並びに作用、効果を有す
る。すなわち、左右のモータ駆動部１０８Ｌ，１０８Ｒ
はモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒと同等、左右の電動モー
タ１１２Ｌ，１１２Ｒは電動モータ２５Ｌ，２５Ｒと同
等、制御部１１５は上記図４及び図６〜図８に示す制御
部４４と同等、方向速度レバー１１８ａは上記図５に示
す方向速度レバー３４と同等、方向速度装置１１８のポ
テンショメータは上記図４に示すポテンショメータ４９
と同等、の各構成並びに各機能を有する。 【００６８】 【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、電動モータの通電電流が上限しきい
値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モー
タ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発し、
この通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が
零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動
部からの通電を再開させる。この通電の停止と再開とを
短いタイミングで反復させるようにした。 【００６９】このようにして、電動モータの通電電流が
上限しきい値から降下する途中で再開させるので、過負
荷後の電流変動を抑制することができる。この結果、電
動モータの出力トルク変動を抑制することができる。従
って、電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷
状態を解消しつつ電動モータを運転することで、電動車
両の走行状態を維持することができる。電動車両を作業
用電動車両として採用した場合には、走行状態を維持す
ることで、作業性を高めることができる。しかも、電動
モータや関連する電気部品に過電流が流れないので、こ
れらの電動モータや電気部品を過負荷から保護すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る除雪機の平面図 【図２】図１の２矢視図 【図３】図２の３矢視図 【図４】本発明に係る除雪機の制御系統図 【図５】本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図 【図６】本発明に係る除雪機の回路図 【図７】本発明に係る制御部による電動モータの電流異
常高検出の概念を説明する説明図 【図８】本発明に係る制御部の制御フローチャート 【図９】本発明に係る電動車両の別実施例図 【符号の説明】 １０…電動車両（除雪機）、１１…機体、１２…エンジ
ン、１３，１４…作業部（除雪用オーガ並びにブロ
ア）、１７…発電機（電源）、２３Ｌ，２３Ｒ…走行部
（走行輪）、２５Ｌ，２５Ｒ…電動モータ（走行モー
タ）、２８…メインスイッチ、４３…バッテリ（電
源）、４４…制御部、５２Ｌ，５２Ｒ…モータ駆動部、
６０…モータ駆動回路、７１…ゲート駆動回路、Ｉｒ…
電動モータの通電電流、Ｉｓ…上限しきい値、ＳＴ０３
〜ＳＴ０５…停止ステッップ、ＳＴ０６〜ＳＴ０８…再
開ステップ、ＳＴ０９，ＳＴ１２…反復ステップ、Ｔｓ
…モータ駆動部が完全に通電を停止するまでの時間。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 走行輪等の走行部を駆動する電動モータ
   と、この電動モータをモータ駆動部を介して制御する制
   御部と、を備える電動車両において、前記制御部は、 前記電動モータの通電電流が上限しきい値を越えたとの
   電流異常高信号を検出したときに、前記モータ駆動部に
   対して前記電動モータへの通電停止指令を発する停止ス
   テッップと、 この通電停止指令を発した後に前記電動モータの通電電
   流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、前記モ
   ータ駆動部に対して前記電動モータへの通電指令を発す
   る再開ステップとを備え、 これらの停止ステッップ並びに再開ステップを反復させ
   るべく制御するように構成したことを特徴とする電動車
   両。