JP2022171216A - electric tractor - Google Patents

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信行 田中
Nobuyuki Tanaka
雄基 菅生
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Abstract

To accurately determine whether a current position is a farm field or not.SOLUTION: An electric tractor includes: a first electric motor 41; rear wheels 12R that rotate according to drive force from the first electric motor 41; and a control device 100 controlling the first electric motor 41. The control device 100 executes farm field determination processing of determining that a current position is a farm field, if a state in which a change amount of rotational speed of the first electric motor 41 is equal to a specified value or greater continues for a prescribed period.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電動トラクタに関する。 The present invention relates to electric tractors.

特許文献1に開示された電動トラクタは、バッテリと、駆動源としての電動モータと、電動モータで駆動される駆動輪及び作業機械を備えている。 The electric tractor disclosed in Patent Literature 1 includes a battery, an electric motor as a drive source, drive wheels driven by the electric motor, and a work machine.

特開2015-22662号公報JP 2015-22662 A

特許文献1に開示された電動トラクタでは、動力伝達機構が備える変速装置の変速比に基づき、電動トラクタの現在位置が圃場であるのか一般道であるのかを判別するようにしている。 In the electric tractor disclosed in Patent Document 1, it is determined whether the current position of the electric tractor is in a field or on a general road, based on the gear ratio of the transmission provided in the power transmission mechanism.

ここで、圃場走行中は、一般道走行中に比べて低速側の変速比が利用されることが多い。しかしながら、一般道走行中にも低速側の変速比は利用されることがある。そのため、変速比に基づいた判定では、例えば一般道走行中であるにもかかわらず、圃場走行中であると誤って判定されるおそれなどがあり、電動トラクタの現在位置が圃場であるか否かを精度よく判定することは困難である。 Here, during field driving, a gear ratio on the low speed side is often used compared to when driving on a general road. However, the gear ratio on the low speed side may be used even while traveling on a general road. Therefore, in the determination based on the gear ratio, for example, there is a risk of erroneously determining that the electric tractor is traveling on a field even though it is traveling on a general road. is difficult to determine with high accuracy.

上記課題を解決する電動トラクタは、作業機械に連結可能な車体と、電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記電動モータからの駆動力により回転する走行用の駆動輪と、前記電動モータを制御する制御装置と、を備える。そして、前記制御装置は、前記電動モータの回転速度の変化量が規定値以上となる状態が規定期間継続した場合に現在位置が圃場であると判定する圃場判定処理を実行する。 An electric tractor that solves the above problems includes a vehicle body that can be connected to a work machine, an electric motor, a battery that supplies electric power to the electric motor, driving wheels for traveling that are rotated by the driving force from the electric motor, and a control device that controls the electric motor. Then, the control device executes an agricultural field determination process for determining that the current position is an agricultural field when the amount of change in the rotation speed of the electric motor is equal to or greater than a specified value for a specified period of time.

圃場は一般道と比べて、駆動輪の回転抵抗が変動しやすいため、そうした駆動輪を駆動する電動モータの回転速度が変動しやすい傾向がある。そこで、同構成では、そうした電動モータの回転速度の変化量が規定値以上となる状態が規定期間継続した場合に現在位置が圃場であると判定する判定処理を実行するようにしているため、電動トラクタの現在位置が圃場であるか否かを精度よく判定することができる。 In agricultural fields, the rotational resistance of drive wheels tends to fluctuate more than ordinary roads, so the rotational speed of an electric motor that drives such drive wheels tends to fluctuate more easily. Therefore, in the same configuration, when the amount of change in the rotation speed of the electric motor continues to be equal to or greater than a specified value for a specified period of time, determination processing is executed to determine that the current position is in a field. It is possible to accurately determine whether or not the current position of the tractor is in a field.

トラクタの概略構成図。Schematic configuration diagram of a tractor. トラクタの電気的構成及び動力伝達経路を表した図。The figure showing the electric composition of a tractor, and a power transmission path. 一実施形態の電動トラクタの制御装置が実行する圃場判定処理の手順を示すフローチャート。4 is a flowchart showing the procedure of agricultural field determination processing executed by the control device for an electric tractor according to one embodiment.

<電動トラクタの全体構成>
図1に示すように、電動トラクタ10は、車両11、作業機械20、及び支持機構30を備えている。車両11は、操舵輪である前輪12F、走行用の駆動輪である後輪12R、及び車体13を有している。車体13には、支持機構30を介して作業機械20が連結可能である。なお、前輪12Fを駆動輪としたり、前輪12F及び後輪12Rをともに駆動輪としてもよい。
<Overall configuration of electric tractor>
As shown in FIG. 1, the electric tractor 10 includes a vehicle 11, a working machine 20, and a support mechanism 30. The vehicle 11 has front wheels 12</b>F as steering wheels, rear wheels 12</b>R as drive wheels for running, and a vehicle body 13 . A work machine 20 can be connected to the vehicle body 13 via a support mechanism 30 . The front wheel 12F may be the drive wheel, or both the front wheel 12F and the rear wheel 12R may be drive wheels.

作業機械20は、車両11から見て後方に位置している。作業機械20は、例えば耕耘用の複数のブレード21を備えている。作業機械20は、圃場の地面GRにブレード21が触れている状態でブレード21を回転させることにより、圃場を耕耘できる。なお、図1では、複数のブレード21を簡略化して円柱状に図示している。 The working machine 20 is positioned behind the vehicle 11 . The work machine 20 includes a plurality of blades 21 for tillage, for example. The work machine 20 can cultivate a field by rotating the blade 21 while the blade 21 is in contact with the ground GR of the field. In addition, in FIG. 1 , the plurality of blades 21 are illustrated in a simplified columnar shape.

電動トラクタ10は、支持機構30を備えている。支持機構30は、車体13と作業機械20とを連結している。支持機構30は、支持軸31を有している。図示は省略するが、支持機構30は、その他に、複数のロッド、油圧回路、制御弁、油圧シリンダなどを備えている。支持機構30においては、制御弁等が開閉されることにより油圧シリンダが動作する。これにより、作業機械20は、支持軸31を中心にして回動する。具体的には、作業機械20は、複数のブレード21を接近方向D1または離間方向D2に支持軸31を中心に回動する。接近方向D1は、ブレード21を地面GRに接近させる方向である。離間方向D2は、ブレード21を地面GRから離間させる方向である。 The electric tractor 10 has a support mechanism 30 . The support mechanism 30 connects the vehicle body 13 and the work machine 20 . The support mechanism 30 has a support shaft 31 . Although not shown, the support mechanism 30 also includes a plurality of rods, hydraulic circuits, control valves, hydraulic cylinders, and the like. In the support mechanism 30, the hydraulic cylinders are operated by opening and closing control valves and the like. As a result, the work machine 20 rotates around the support shaft 31 . Specifically, the work machine 20 rotates the plurality of blades 21 about the support shaft 31 in the approaching direction D1 or the separating direction D2. The approach direction D1 is the direction in which the blade 21 approaches the ground GR. The separation direction D2 is the direction in which the blade 21 is separated from the ground GR.

<電動トラクタの動力伝達経路>
図2に示すように、電動トラクタ10は、第1電動モータ41、第2電動モータ42、第3電動モータ43、動力伝達機構19、PTO25、及び油圧装置35を備えている。第1電動モータ41、第2電動モータ42、及び第3電動モータ43は、発電電動機である。なお、「PTO」とは、「パワー・テイク・オフ」のことである。
<Power transmission path of electric tractor>
As shown in FIG. 2 , the electric tractor 10 includes a first electric motor 41 , a second electric motor 42 , a third electric motor 43 , a power transmission mechanism 19 , a PTO 25 and a hydraulic device 35 . The first electric motor 41, the second electric motor 42, and the third electric motor 43 are generator motors. "PTO" means "power take off".

第1電動モータ41は、電動トラクタ10を走行させるための駆動源である。第1電動モータ41は、動力伝達機構19を介して後輪12Rに繋がっている。動力伝達機構19は、例えばトルクを増幅して出力する減速機構などを含んでいる。 The first electric motor 41 is a drive source for causing the electric tractor 10 to travel. The first electric motor 41 is connected through the power transmission mechanism 19 to the rear wheel 12R. The power transmission mechanism 19 includes, for example, a speed reduction mechanism that amplifies and outputs torque.

第2電動モータ42は、作業機械20の駆動源である。第2電動モータ42は、PTO25を介して作業機械20のブレード21に繋がっている。PTO25は、第2電動モータ42のトルクをブレード21に伝えるための装置である。PTO25は、例えば減速機構などを含んでいる。 The second electric motor 42 is a drive source for the working machine 20 . The second electric motor 42 is connected to the blade 21 of the work machine 20 via the PTO 25. The PTO 25 is a device for transmitting the torque of the second electric motor 42 to the blades 21 . The PTO 25 includes, for example, a speed reduction mechanism.

第3電動モータ43は、油圧装置35の駆動源である。第3電動モータ43は、油圧装置35を駆動する。油圧装置35は、第3電動モータ43からの駆動力に基づいて油圧を発生する。油圧装置35で発生した油圧は、支持機構30に供給される。支持機構30は、供給された油圧に基づき、作業機械20を接近方向D1及び離間方向D2に回動させる。 The third electric motor 43 is a drive source for the hydraulic device 35 . The third electric motor 43 drives the hydraulic device 35 . The hydraulic device 35 generates hydraulic pressure based on the driving force from the third electric motor 43 . The hydraulic pressure generated by the hydraulic device 35 is supplied to the support mechanism 30 . The support mechanism 30 rotates the work machine 20 in the approach direction D1 and the separation direction D2 based on the supplied hydraulic pressure.

なお、第1電動モータ41は発電電動機であるため、電動トラクタ10が減速する際に当該第1電動モータ41は発電機として機能する。その際、電動トラクタ10には、第1電動モータ41の発電量に応じた回生制動力が発生する。 Since the first electric motor 41 is a generator motor, the first electric motor 41 functions as a generator when the electric tractor 10 decelerates. At that time, the electric tractor 10 generates a regenerative braking force according to the amount of power generated by the first electric motor 41 .

<電動トラクタの電気的構成>
図2に示すように、電動トラクタ10は、電源回路99を備えている。電源回路99は、バッテリ77、正極ライン81、負極ライン82、システムメインリレー80を備えている。また、電源回路99は、コンバータ85、第1インバータ71、第2インバータ72、及び第3インバータ73を備えている。
<Electrical Configuration of Electric Tractor>
As shown in FIG. 2 , the electric tractor 10 has a power supply circuit 99 . The power supply circuit 99 includes a battery 77 , a positive line 81 , a negative line 82 and a system main relay 80 . The power supply circuit 99 also includes a converter 85 , a first inverter 71 , a second inverter 72 and a third inverter 73 .

バッテリ77は二次電池である。バッテリ77は、電動トラクタ10の走行、作業機械20の駆動、及び支持機構30の駆動を担う高電圧のバッテリである。バッテリ77は、第1電動モータ41、第2電動モータ42、及び第3電動モータ43に供給する電力を蓄える。 Battery 77 is a secondary battery. The battery 77 is a high-voltage battery that drives the electric tractor 10 , the work machine 20 , and the support mechanism 30 . The battery 77 stores electric power to be supplied to the first electric motor 41 , the second electric motor 42 and the third electric motor 43 .

バッテリ77の高電位側の端子は、正極ライン81を介して、コンバータ85に接続している。また、バッテリ77の低電位側の端子は、負極ライン82を介してコンバータ85に接続している。コンバータ85は、電圧の大きさを変換して出力する。 A terminal on the high potential side of the battery 77 is connected to the converter 85 via the positive electrode line 81 . A terminal on the low potential side of the battery 77 is connected to a converter 85 via a negative electrode line 82 . The converter 85 converts the magnitude of the voltage and outputs it.

システムメインリレー80は、正極リレー83、及び負極リレー84を備えている。正極リレー83は、正極ライン81の途中に位置している。負極リレー84は、負極ライン82の途中に位置している。システムメインリレー80は、バッテリ77とコンバータ85との間の電気的導通をオンオフする。 The system main relay 80 has a positive relay 83 and a negative relay 84 . The positive electrode relay 83 is positioned in the middle of the positive electrode line 81 . The negative relay 84 is located in the middle of the negative line 82 . System main relay 80 turns on and off electrical continuity between battery 77 and converter 85 .

第1インバータ71及び第2インバータ72は、コンバータ85に対して互いに並列接続されている。第1インバータ71は、第1電動モータ41に接続されている。第1インバータ71は、コンバータ85と第1電動モータ41との間で直流交流の電力変換を行う。第2インバータ72は、第2電動モータ42に接続されている。第2インバータ72は、コンバータ85と第2電動モータ42との間で直流交流の電力変換を行う。 The first inverter 71 and the second inverter 72 are connected in parallel to the converter 85 . The first inverter 71 is connected to the first electric motor 41 . The first inverter 71 performs DC/AC power conversion between the converter 85 and the first electric motor 41 . The second inverter 72 is connected to the second electric motor 42 . The second inverter 72 performs DC/AC power conversion between the converter 85 and the second electric motor 42 .

第3インバータ73及びコンバータ85は、バッテリ77に対して並列接続されている。第3インバータ73は、第3電動モータ43に接続されている。第3インバータ73は、バッテリ77と第3電動モータ43との間で直流交流の電力変換を行う。 The third inverter 73 and converter 85 are connected in parallel with the battery 77 . The third inverter 73 is connected to the third electric motor 43 . The third inverter 73 performs DC/AC power conversion between the battery 77 and the third electric motor 43 .

<制御装置などの構成>
電動トラクタ10は、制御装置100と、操作部90と、GPS装置50とを備えている。
<Configuration of control device, etc.>
The electric tractor 10 includes a control device 100 , an operation section 90 and a GPS device 50 .

操作部90は、車体13に取り付けられている。具体的には、操作部90は、電動トラクタ10の乗員が操作可能な位置で車体13に取り付けられている。
操作部90は、圃場スイッチS1を備えている。圃場スイッチS1は、電動トラクタ10の乗員によりオンオフ切り替えが可能なスイッチである。圃場スイッチS1は、例えば、電動トラクタ10が圃場内で耕耘作業をしているときにオン状態に切り替えられる。圃場スイッチS1がオン状態になると、圃場スイッチS1は、第1信号SIG1を出力する。
The operation unit 90 is attached to the vehicle body 13 . Specifically, the operation unit 90 is attached to the vehicle body 13 at a position that can be operated by the rider of the electric tractor 10 .
The operation unit 90 includes an agricultural field switch S1. The field switch S<b>1 is a switch that can be turned on and off by the rider of the electric tractor 10 . The farm field switch S1 is turned on, for example, when the electric tractor 10 is performing plowing work in the field. When the agricultural field switch S1 is turned on, the agricultural field switch S1 outputs the first signal SIG1.

GPS装置50はGPS衛星から、電動トラクタ10の現在の位置情報PIに関する信号を受信する。位置情報PIは、緯度及び経度などを含む情報である。
制御装置100は、第1インバータ71、第2インバータ72、第3インバータ73などを制御対象とする。制御装置100は、第1インバータ71を制御することによって、電動トラクタ10を走行させたり、電動トラクタ10の走行を停止させたりする。また、制御装置100は、第2インバータ72を制御することによって、作業機械20を動作させたり停止させたりする。すなわち、制御装置100は、第1インバータ71及び第2インバータ72の制御を通じてバッテリ77の入出力電力を制御する。
The GPS device 50 receives signals regarding the current position information PI of the electric tractor 10 from GPS satellites. The position information PI is information including latitude and longitude.
The control device 100 controls the first inverter 71, the second inverter 72, the third inverter 73, and the like. The control device 100 causes the electric tractor 10 to run or stops the electric tractor 10 to run by controlling the first inverter 71 . In addition, control device 100 operates or stops working machine 20 by controlling second inverter 72 . That is, the control device 100 controls input/output power of the battery 77 through control of the first inverter 71 and the second inverter 72 .

また、制御装置100は、システムメインリレー80を制御対象とする。すなわち、制御装置100は、正極リレー83及び負極リレー84による電気的接続のオンオフを切り替える。なお、正極リレー83及び負極リレー84による電気的接続がオンであれば、バッテリ77は通電状態になる。すなわち、バッテリ77は、当該バッテリ77に接続している各機器に電力を供給する。一方、正極リレー83及び負極リレー84による電気的接続がオフであれば、バッテリ77は非通電状態になる。なお、制御装置100は、バッテリ77とは別の図示しない低電圧バッテリからの電力を受けて動作する。 Control device 100 also controls system main relay 80 . That is, the control device 100 switches ON/OFF of the electrical connection by the positive electrode relay 83 and the negative electrode relay 84 . Note that if the electrical connection by the positive electrode relay 83 and the negative electrode relay 84 is ON, the battery 77 is in an energized state. That is, the battery 77 supplies power to each device connected to the battery 77 . On the other hand, if the electrical connection by the positive electrode relay 83 and the negative electrode relay 84 is off, the battery 77 is in a non-energized state. Control device 100 operates by receiving power from a low-voltage battery (not shown) that is different from battery 77 .

制御装置100は、中央処理装置(以下、CPUという)110や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ120を備えている。そして、メモリ120に記憶されたプログラムをCPU110が実行することにより上記の制御対象を制御する。 The control device 100 includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 110 and a memory 120 in which control programs and data are stored. The CPU 110 executes the programs stored in the memory 120 to control the above-described controlled objects.

制御装置100は、上記制御対象を制御する際、第1回転センサ61が検出する第1電動モータ41の回転子の回転角A1を参照する。また、制御装置100は、第2回転センサ62が検出する第2電動モータ42の回転子の回転角A2を参照する。また、制御装置100は、第3回転センサ63が検出する第3電動モータ43の回転子の回転角A3を参照する。また、制御装置100は、バッテリ温度センサ64が検出するバッテリ77の温度TIを参照する。また、制御装置100は、電流電圧センサ65が検出するバッテリ情報BIを参照する。なお、バッテリ情報BIには、バッテリ77の電圧及び電流の情報が含まれる。また、制御装置100は、加速度センサ66が検出する車体13の加速度IAを参照する。また、制御装置100は、アクセルポジションセンサ67が検出するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACCPを参照する。また、制御装置100は、GPS装置50を介して位置情報PIに関する信号を受信する。 The control device 100 refers to the rotation angle A1 of the rotor of the first electric motor 41 detected by the first rotation sensor 61 when controlling the control target. The control device 100 also refers to the rotation angle A2 of the rotor of the second electric motor 42 detected by the second rotation sensor 62 . The control device 100 also refers to the rotation angle A3 of the rotor of the third electric motor 43 detected by the third rotation sensor 63 . Control device 100 also refers to temperature TI of battery 77 detected by battery temperature sensor 64 . Control device 100 also refers to battery information BI detected by current/voltage sensor 65 . The battery information BI includes information on the voltage and current of the battery 77 . The control device 100 also refers to the acceleration IA of the vehicle body 13 detected by the acceleration sensor 66 . Further, the control device 100 refers to the accelerator operation amount ACCP, which is the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator position sensor 67 . Also, the control device 100 receives a signal regarding the position information PI via the GPS device 50 .

なお、制御装置100は、回転角A1に基づいて第1電動モータ41の回転子の回転速度である第1回転速度Nm1を算出する。同様に、制御装置100は、回転角A2に基づいて第2電動モータ42の回転子の回転速度である第2回転速度Nm2を算出する。同様に、制御装置100は、回転角A3に基づいて第3電動モータ43の回転子の回転速度である第3回転速度Nm3を算出する。また、制御装置100は、バッテリ情報BI及び温度TIに基づいてバッテリ77の現在の充電率SOCを算出する。 Note that the control device 100 calculates a first rotation speed Nm1, which is the rotation speed of the rotor of the first electric motor 41, based on the rotation angle A1. Similarly, the control device 100 calculates a second rotation speed Nm2, which is the rotation speed of the rotor of the second electric motor 42, based on the rotation angle A2. Similarly, the control device 100 calculates a third rotation speed Nm3, which is the rotation speed of the rotor of the third electric motor 43, based on the rotation angle A3. Control device 100 also calculates the current state of charge SOC of battery 77 based on battery information BI and temperature TI.

<圃場判定処理について>
制御装置100は、電動トラクタ10の現在位置が圃場であるか否かを判定する圃場判定処理を実行する。
<Regarding farm field determination processing>
The control device 100 executes an agricultural field determination process for determining whether or not the current position of the electric tractor 10 is an agricultural field.

図2に、圃場判定処理の手順を示す。この処理は、メモリ120に記憶されたプログラムをCPU110がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。また、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。 FIG. 2 shows the procedure of the farm field determination process. This processing is realized by CPU 110 repeatedly executing a program stored in memory 120 at predetermined intervals, for example. Also, hereinafter, the step number of each process is represented by a number prefixed with "S".

本処理を開始すると、まず、CPU110は、第1回転速度Nm1を取得する(S100)。
次に、CPU110は、速度変化量ΔNmを算出する(S110)。CPU110は、上記S100で取得した第1回転速度Nm1から、前回の本処理実行時に取得した第1回転速度Nm1を減じた値の絶対値を算出して、その算出した値を速度変化量ΔNmとする。つまり、この速度変化量ΔNmは、本処理の実行周期間における第1電動モータ41の回転速度の変化量を示す値である。
When this process is started, first, the CPU 110 acquires the first rotation speed Nm1 (S100).
Next, the CPU 110 calculates the speed change amount ΔNm (S110). The CPU 110 calculates the absolute value of a value obtained by subtracting the first rotation speed Nm1 obtained during the previous execution of this process from the first rotation speed Nm1 obtained in S100, and uses the calculated value as the speed change amount ΔNm. do. That is, the speed change amount ΔNm is a value indicating the change amount of the rotation speed of the first electric motor 41 during the execution cycle of this process.

次に、CPU110は、以下の条件Aを含む圃場判定条件が成立しているか否かを判定する(S120)。
条件A:算出した速度変化量ΔNmが規定値ΔNmref以上であった状態が規定期間Tpの間継続している。
Next, the CPU 110 determines whether or not agricultural field determination conditions including the following condition A are satisfied (S120).
Condition A: The state in which the calculated speed change amount ΔNm is equal to or greater than the specified value ΔNmref continues for the specified period Tp.

上記規定値ΔNmrefとしては、速度変化量ΔNmがこの規定値ΔNmref以上であることに基づき、現在、電動トラクタ10は圃場を走行中であると判定することができる程度に速度変化量ΔNmが変化していることを的確に判定できるように、その値の大きさは設定されている。また、上記規定期間Tpとしては、「速度変化量ΔNm≧規定値ΔNmref」の条件を連続して満たす期間が同規定期間Tp以上であることに基づき、現在、電動トラクタ10は圃場を走行中であることを的確に判定できるように、その値の大きさは設定されている。 As the specified value ΔNmref, based on the fact that the speed change amount ΔNm is equal to or greater than this specified value ΔNmref, the speed change amount ΔNm has changed to such an extent that it can be determined that the electric tractor 10 is currently traveling in a field. The magnitude of the value is set so that it can be accurately determined that the Further, as the specified period Tp, the electric tractor 10 is currently running in the field based on the fact that the period during which the condition of "speed variation ΔNm≧specified value ΔNmref" is continuously satisfied is equal to or longer than the specified period Tp. The magnitude of the value is set so that it can be determined accurately.

そして、上記条件Aが満たされることにより、圃場判定条件が成立する場合には(S120:YES)、CPU110は、電動トラクタ10の現在位置が圃場であると判定する(S130)。そして、CPU110は、GPS装置50から取得した位置情報PIに、現在位置が圃場であることを示す圃場フラグを付与して(S140)、本処理を一旦終了する。 When the condition A is satisfied and the field determination condition is satisfied (S120: YES), the CPU 110 determines that the current position of the electric tractor 10 is a field (S130). Then, the CPU 110 adds an agricultural field flag indicating that the current position is an agricultural field to the position information PI acquired from the GPS device 50 (S140), and ends this process.

一方、S120の処理にて、上記判定条件が成立しないと判定する場合(S120::NO)、CPU110は、電動トラクタ10の現在位置が一般道の路上であると判定する(S150)。そして、CPU110は、本処理を一旦終了する。 On the other hand, when it is determined in the process of S120 that the above determination condition is not satisfied (S120::NO), the CPU 110 determines that the current position of the electric tractor 10 is on a general road (S150). Then, the CPU 110 once terminates this process.

<本実施形態の作用及び効果について>
本実施形態の作用及び効果を説明する。
(1)圃場は一般道と比べて、駆動輪である後輪12Rの回転抵抗が変動しやすいため、そうした駆動輪を駆動する第1電動モータ41の回転速度が変動しやすい傾向がある。そこで、本実施形態では、そうした第1電動モータ41の回転速度の変化量を示す速度変化量ΔNmを算出する(図3のS110)。そして、その速度変化量ΔNmが規定値ΔNmref以上となる状態が規定期間Tpの間継続した場合に、現在位置が圃場であると判定する判定処理を実行する(図3のS120、S130)。従って、電動トラクタ10の現在位置が圃場であるか否かを精度よく判定することができる。
<About the action and effect of the present embodiment>
The operation and effects of this embodiment will be described.
(1) Compared to ordinary roads, the rotation resistance of the rear wheels 12R, which are driving wheels, tends to fluctuate more easily in fields, so the rotational speed of the first electric motor 41 that drives these driving wheels tends to fluctuate more easily. Therefore, in the present embodiment, the speed change amount ΔNm indicating the change amount of the rotational speed of the first electric motor 41 is calculated (S110 in FIG. 3). Then, when the state in which the speed change amount ΔNm is equal to or greater than the specified value ΔNmref continues for the specified period Tp, determination processing is performed to determine that the current position is an agricultural field (S120, S130 in FIG. 3). Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the current position of the electric tractor 10 is in a field.

<変更例>
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Change example>
It should be noted that the above embodiment can be implemented with the following modifications. The above embodiments and the following modifications can be combined with each other within a technically consistent range.

・図3に示した圃場判定処理にて、電動トラクタ10の現在位置が圃場であると判定した場合には、上記S140の処理を実行するようにしたが、当該S140の処理とは異なる他の処理を実行してもよい。 When it is determined that the current position of the electric tractor 10 is in a field in the field determination process shown in FIG. 3, the process of S140 is executed. processing may be performed.

・電動トラクタ10が圃場を走行しているときには、アクセル操作量ACCPをほぼ一定にしていても、路面の凹凸などの影響により第1電動モータ41の回転速度は変動しやすくなる。そこで、上記圃場判定条件として以下の条件Bを追加する。そして、上記条件A及び条件Bがともに満たされる場合に、電動トラクタ10の現在位置が圃場であると判定するようにしてもよい。 When the electric tractor 10 is traveling in a field, even if the accelerator operation amount ACCP is kept substantially constant, the rotation speed of the first electric motor 41 tends to fluctuate due to the unevenness of the road surface. Therefore, the following condition B is added as the agricultural field determination condition. Then, it may be determined that the current position of the electric tractor 10 is in the field when both the condition A and the condition B are satisfied.

条件B:アクセル操作量ACCPが規定時間Tpacの間、規定範囲R内に収まっている。なお、規定時間Tpacや規定範囲Rとしては、圃場判定に適した適合値を予め設定しておく。こうした変更例によれば、電動トラクタ10の現在位置が圃場であることをより精度よく判定することができる。 Condition B: The accelerator operation amount ACCP is within the specified range R for the specified time Tpac. As the specified time Tpac and the specified range R, suitable values suitable for field determination are set in advance. According to such a modification, it is possible to more accurately determine that the current position of the electric tractor 10 is an agricultural field.

・アクセル操作量ACCPが大きいときには速度変化量ΔNmが大きくなる傾向がある。そこで、例えばアクセル操作量ACCPが大きいときほど上記規定値ΔNmrefの値が大きくなるように同規定値ΔNmrefを可変設定することにより、圃場判定の精度をより高めることができる。 - When the accelerator operation amount ACCP is large, the speed change amount ΔNm tends to be large. Therefore, by variably setting the specified value ΔNmref so that the specified value ΔNmref increases as the accelerator operation amount ACCP increases, the accuracy of agricultural field determination can be further enhanced.

・圃場での作業中には、第2電動モータ42や第3電動モータ43の使用や使用停止に伴う電力変化が大きくなる。そのため、圃場走行時には、一般道走行時と比べて充電率SOCの時間当たりの変化量が多くなる。そこで、圃場判定条件として、上記条件Aに代えて以下の条件Cを設定する。そして、条件Cが満たされる場合に、電動トラクタ10の現在位置が圃場であると判定するようにしてもよい。 - During the work in the field, the electric power change due to the use and stoppage of use of the second electric motor 42 and the third electric motor 43 increases. Therefore, when the vehicle is traveling in a field, the amount of change in the charging rate SOC per hour is greater than when traveling on a general road. Therefore, the following condition C is set as an agricultural field determination condition in place of the condition A described above. Then, when the condition C is satisfied, it may be determined that the current position of the electric tractor 10 is in the field.

条件C:充電率SOCの時間当たりの変化量が予め定めた規定値SOCref以上である。
ただし、充電率SOCが低い領域や高い領域にあるときには、一般道走行時でも充電率SOCの時間当たりの変化量が多くなることがあり、誤判定を招くおそれがある。そのため、そうした充電率SOCの低領域や高領域では、条件Cによる判定を行わないようにしてもよい。
Condition C: The amount of change per time in the charging rate SOC is equal to or greater than a predetermined specified value SOCref.
However, when the state of charge SOC is in a low or high region, the amount of change in the state of charge SOC per hour may increase even when traveling on a general road, which may lead to erroneous determination. Therefore, the determination based on the condition C may not be performed in such a low region or high region of the state of charge SOC.

また、アクセル操作量ACCPが大きいときには充電率SOCの時間当たりの変化量が多くなる傾向がある。そこで、例えばアクセル操作量ACCPが大きいときほど上記規定値SOCrefの値が大きくなるように同規定値SOCrefを可変設定することにより、圃場判定の精度をより高めることができる。 Further, when the accelerator operation amount ACCP is large, the amount of change in the charging rate SOC per hour tends to increase. Therefore, by variably setting the specified value SOCref so that the value of the specified value SOCref increases as the accelerator operation amount ACCP increases, the accuracy of agricultural field determination can be further enhanced.

・圃場走行時には、一般道走行時よりも路面の摩擦係数μが大きくなる傾向がある。また、圃場走行時には、一般道走行時よりも路面の摩擦係数μの変化量が大きくなる傾向がある。そこで、圃場判定条件として、上記条件Aに代えて以下の条件Dまたは条件Eを設定する。そして、条件Dが満たされる場合、あるいは条件Eが満たされる場合に、電動トラクタ10の現在位置が圃場であると判定するようにしてもよい。 ・The friction coefficient μ of the road surface tends to be larger when driving on a field than when driving on a general road. In addition, when traveling in a field, the amount of change in the friction coefficient μ of the road surface tends to be greater than when traveling on a general road. Therefore, the following condition D or condition E is set as the agricultural field determination condition instead of the condition A. Then, it may be determined that the current position of the electric tractor 10 is in the field when the condition D is satisfied or when the condition E is satisfied.

条件D:摩擦係数μが予め定めた規定値μref1以上である。
条件E:摩擦係数μの時間当たりの変化量が予め定めた規定値μref2以上である。
なお、摩擦係数μは適宜の態様で取得すればよい。例えば次式(1)及び次式(2)を使って算出してもよい。
Condition D: The coefficient of friction μ is equal to or greater than a predetermined specified value μref1.
Condition E: The amount of change per hour in the coefficient of friction μ is equal to or greater than a predetermined specified value μref2.
Note that the coefficient of friction μ may be obtained in an appropriate manner. For example, it may be calculated using the following equations (1) and (2).

Tm1=I×dω/dt…(1)
I:後輪12Rの回転イナーシャ
Tm1:第1電動モータ41の出力トルク
dω/dt:回転角A1の時間微分値
μ=(Tm1/r-m×a)/(m×g)…(2)
μ:摩擦係数
r:後輪12Rの半径
m:電動トラクタ10の重量
a:電動トラクタ10の進行方向の加速度
g:重力係数(=9.8)
なお、アクセル操作量ACCPが大きいときには駆動輪が空転しやすくなり、上記式(2)における「m×a」の値は大きくなるため、算出される摩擦係数μは小さくなる傾向がある。そこで、例えばアクセル操作量ACCPが大きいときほど上記規定値μref1の値が大きくなるように同規定値μref1を可変設定することにより、圃場判定の精度をより高めることができる。
Tm1=I×dω/dt (1)
I: Rotational inertia of rear wheel 12R Tm1: Output torque of first electric motor 41 dω/dt: Time differential value of rotation angle A1 μ=(Tm1/r−m×a)/(m×g) (2)
μ: coefficient of friction r: radius of rear wheel 12R m: weight of electric tractor 10 a: acceleration of electric tractor 10 in traveling direction g: coefficient of gravity (=9.8)
It should be noted that when the accelerator operation amount ACCP is large, the drive wheels tend to idle, and the value of "mxa" in the above equation (2) increases, so the calculated friction coefficient µ tends to decrease. Therefore, by variably setting the specified value μref1 so that the value of the specified value μref1 increases as the accelerator operation amount ACCP increases, the accuracy of agricultural field determination can be further enhanced.

また、アクセル操作量ACCPが大きいときには駆動輪が空転しやすくなり、上記式(2)における「m×a」の値は変動しやすくなるため、算出される摩擦係数μの変化量は大きくなる傾向がある。そこで、例えばアクセル操作量ACCPが大きいときほど上記規定値μref2の値が大きくなるように同規定値μref2を可変設定することにより、圃場判定の精度をより高めることができる。 Further, when the accelerator operation amount ACCP is large, the drive wheels tend to idle, and the value of "mxa" in the above formula (2) tends to fluctuate, so the amount of change in the calculated friction coefficient μ tends to increase. There is Therefore, by variably setting the specified value μref2 so that the value of the specified value μref2 increases as the accelerator operation amount ACCP increases, the accuracy of field determination can be further enhanced.

・電動トラクタ10が圃場で作業しているときには、同電動トラクタ10が走行状態で作業機械20のブレード21が駆動されていることが多い。そこで、圃場判定条件として、上記条件Aに代えて以下の条件Fを設定する。そして、条件Fが満たされる場合、電動トラクタ10の現在位置が圃場であると判定するようにしてもよい。 When the electric tractor 10 is working in a field, the blade 21 of the work machine 20 is often driven while the electric tractor 10 is running. Therefore, as the agricultural field determination condition, the following condition F is set instead of the above condition A. Then, when the condition F is satisfied, it may be determined that the current position of the electric tractor 10 is in the field.

条件F:第1電動モータ41の回転速度である第1回転速度Nm1の値が予め定めた規定値Nm1ref以上であり、且つ第2電動モータ42の回転速度である第2回転速度Nm2の値が「0」よりも大きい。なお、規定値Nm1refは、電動トラクタ10が走行中であるか否かを判定するのに適した値である。 Condition F: The value of the first rotation speed Nm1, which is the rotation speed of the first electric motor 41, is equal to or greater than a predetermined specified value Nm1ref, and the value of the second rotation speed Nm2, which is the rotation speed of the second electric motor 42, is Greater than '0'. Note that the specified value Nm1ref is a value suitable for determining whether or not the electric tractor 10 is running.

なお、上記条件Fが満たされる場合には、電動トラクタ10の現在位置は作業が完了した位置となる。そこで、上記位置情報PIを取得して現在位置を把握する。そして、メモリ120に記憶されているマップであって地図上での圃場の範囲を示す圃場マップにおける現在位置に、作業完了を示す作業完了情報を付与するようにしてもよい。 If the above condition F is satisfied, the current position of the electric tractor 10 is the position where the work is completed. Therefore, the current position is grasped by acquiring the position information PI. Then, work completion information indicating work completion may be added to the current position in the field map stored in the memory 120 and indicating the range of the field on the map.

・制御装置100としては、CPU110とメモリ120とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばASIC等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。 - The control device 100 is not limited to one that includes the CPU 110 and the memory 120 and executes software processing. For example, a dedicated hardware circuit such as an ASIC may be provided to perform hardware processing at least part of what is software processed in the above embodiments. That is, the execution device may have any one of the following configurations (a) to (c). (a) A processing device for executing all of the above processes according to a program and a program storage device such as a ROM for storing the program. (b) A processing device and a program storage device for executing part of the above processing according to a program, and a dedicated hardware circuit for executing the remaining processing. (c) provide dedicated hardware circuitry to perform all of the above processing; Here, there may be a plurality of software execution devices provided with a processing device and a program storage device, or a plurality of dedicated hardware circuits.

10…電動トラクタ
12R…後輪
20…作業機械
25…PTO
30…支持機構
41…第1電動モータ
42…第2電動モータ
43…第3電動モータ
50…GPS装置
61…第1回転センサ
62…第2回転センサ
63…第3回転センサ
64…バッテリ温度センサ
65…電流電圧センサ
66…加速度センサ
67…アクセルポジションセンサ
71…第1インバータ
72…第2インバータ
73…第3インバータ
77…バッテリ
80…システムメインリレー
85…コンバータ
99…電源回路
100…制御装置
110…中央処理装置(CPU)
120…メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Electric tractor 12R... Rear wheel 20... Working machine 25... PTO
REFERENCE SIGNS LIST 30 support mechanism 41 first electric motor 42 second electric motor 43 third electric motor 50 GPS device 61 first rotation sensor 62 second rotation sensor 63 third rotation sensor 64 battery temperature sensor 65 Current/Voltage Sensor 66 Acceleration Sensor 67 Accelerator Position Sensor 71 First Inverter 72 Second Inverter 73 Third Inverter 77 Battery 80 System Main Relay 85 Converter 99 Power Supply Circuit 100 Control Device 110 Center Processing unit (CPU)
120 memory

Claims (1)

作業機械に連結可能な車体と、電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記電動モータからの駆動力により回転する走行用の駆動輪と、前記電動モータを制御する制御装置と、を備える電動トラクタであって、
前記制御装置は、
前記電動モータの回転速度の変化量が規定値以上となる状態が規定期間継続した場合に現在位置が圃場であると判定する圃場判定処理を実行する
電動トラクタ。
A vehicle body that can be connected to a working machine, an electric motor, a battery that supplies electric power to the electric motor, drive wheels for traveling that are rotated by driving force from the electric motor, and a control device that controls the electric motor. , an electric tractor comprising
The control device is
An electric tractor that executes agricultural field determination processing for determining that the current position is an agricultural field when a state in which the amount of change in the rotation speed of the electric motor is equal to or greater than a specified value continues for a specified period of time.
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