JP2023062915A - 電動作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動作業車両において、作業機モータの保護と、作業効率の向上との両立を図る。
【解決手段】電動作業車両は、車輪を駆動する走行モータと、作業機を駆動する作業機モータと、走行モータの目標回転速度と作業機の作動とを指示する操作部３２と、操作部３２の操作にしたがって、走行モータ及び作業機モータを制御する制御部１００と、作業機モータの温度を検出する温度センサ３４とを含む。制御部１００は、作業機モータの検出温度に応じて作業機モータの目標トルク範囲を維持または変更し、作業機モータの出力トルクの演算値が目標トルク範囲内に入るように走行モータの目標回転速度を維持または変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輪を駆動する走行モータと、作業機を駆動する作業機モータとを備える電動作業車両に関する。

作業機を備える作業車両が従来から知られている。例えば、芝刈り作業を行うために駆動される作業機としての芝刈機を備える芝刈車両が、従来から知られている。また、このような作業車両において、車輪を駆動する電動モータである走行モータと、作業機を駆動する作業機モータとを備える電動作業車両も考えられている。

例えば、特許文献１、２には、左右の電動モータである走行モータが、対応する側の車輪を駆動し、ブレードモータ（作業機モータ）が、芝刈ユニット（作業機）の回転ブレードを駆動する電動作業車両が記載されている。

特許文献１に記載された車両では、さらに、ブレードモータの温度を温度センサが検出し、温度センサの検出温度が閾値より高い場合に、例外速度制御部が、左右の操縦レバーによって決定された目標走行速度より低い例外速度で車両が走行するように走行モータを駆動する。これにより、ブレードモータの保護を図ることができるとされている。

一方、特許文献２に記載された車両では、コントローラが、ブレードモータにかかる負荷を示す負荷評価値を求める負荷評価部を有し、負荷評価部によって評価された負荷が閾値より高い場合に、例外速度制御部が、左右の操縦レバーによって決定された目標走行速度より低い例外速度で車両が走行するように走行モータを駆動する。

特許第６１２１２１３号公報 特開２０１２－１８７０２６号公報

特許文献１に記載された構成では、作業機モータの検出温度が高い場合に例外速度で車両を走行させるので、その温度が高ければ、芝がない、または少ない等、作業機の作業対象の状態にかかわらず車速が過度に低下される可能性がある。これにより、作業機モータの保護と、高い車速での走行時間を長くすることによる作業効率の向上との両立を図る面から改良の余地がある。一方、特許文献２に記載された構成では、走行の制御に芝の状態がある程度反映される可能性はあるが、作業機モータの負荷が高くても作業機モータの温度が許容温度に対し十分な余裕がある場合に、車速が必要以上に大きく低下する可能性がある。この場合も、作業機モータの保護と、高い車速での走行時間を長くすることによる作業効率の向上との両立を図る面から改良の余地がある。

本発明の目的は、電動作業車両において、作業機モータの保護と作業効率の向上との両立を図ることである。

本発明に係る電動作業車両は、車輪を駆動する走行モータと、作業機を駆動する作業機モータと、前記走行モータの目標回転速度と前記作業機の作動とを指示する操作部と、前記操作部の操作にしたがって、前記走行モータ及び前記作業機モータを制御する制御部と、前記作業機モータの温度を検出する温度センサと、を備え、前記制御部は、前記作業機モータの検出温度に応じて前記作業機モータの目標トルク範囲を維持または変更し、前記作業機モータの出力トルクの演算値が目標トルク範囲内に入るように前記走行モータの目標回転速度を維持または変更する、電動作業車両である。

上記の電動作業車両によれば、作業機モータの検出温度が高くなると、それに応じて作業機モータの目標トルク範囲を低い範囲に変更できるので、作業機モータの保護を図れる。また、上記の検出温度が高い場合に常に、通常より低い例外速度で車両を走行させる場合と異なり、作業機の負荷が低い場合に走行速度を高くできる場合があるので、高い車速での走行時間を長くできる。また、作業機モータの検出温度で目標トルク範囲を変更するので、負荷に応じて目標トルク範囲を変更する場合よりも、より適切に作業機モータの保護を図れる。これにより、過剰に走行モータの目標回転速度が低下することを防止できるので、作業機モータの保護と、高い車速での走行時間を長くできることによる作業効率の向上との両立を図れる。

本発明に係る電動作業車両において、前記制御部は、前記作業機モータの検出温度が所定の第１温度以上となる場合に、前記作業機モータが低トルク範囲で駆動され、前記作業機モータの検出温度が前記第１温度より低い所定の第２温度以下となる場合に、前記作業機モータが高トルク範囲で駆動されるように、前記作業機モータの前記目標トルク範囲を設定する、第２の構成としてもよい。

上記の第２の構成によれば、作業機モータを保護しながら、作業効率をより高くできる。

上記の第２の構成において、前記制御部は、前記作業機モータの検出温度が前記第１温度以上となり、前記作業機モータを前記低トルク範囲で駆動する車速低下の後、前記作業機モータの検出温度が前記第２温度以下となり、前記作業機モータを前記高トルク範囲で駆動し、車速増大を行うときの車両加速度の絶対値は、前記車速低下のときの車両減速度の絶対値より小さくする構成としてもよい。

上記の構成によれば、急な加速を防止して車速のギクシャク感を抑制できる。

上記の第２の構成において、前記制御部は、前記作業機モータの回転速度の計測値の所定時間当たりの減少量が所定減少量以上となる場合に、前記減少量に応じて車速の減少率を大きくする構成としてもよい。

上記の構成によれば、刈り取った草の排出の悪化等により、作業機モータの回転速度の減少量が高くなっているときに、車速の減少率を大きくすることで作業機モータへの負荷を減らすことができる。これにより、作業機モータの耐久性及び刈り取り精度等、作業精度の向上を図れる。

上記の第２の構成において、前記制御部は、前記作業機モータの前記出力トルクの演算値の上昇の変化率が所定変化率以上となる場合に、前記変化率に応じて車速の減少率を大きくする構成としてもよい。

上記の構成によれば、刈り取った草の排出の悪化等により、作業機モータの負荷が急激に高まり、作業機モータの出力トルクの上昇変化率が高くなっているときに、車速の減少率を大きくすることで作業機モータへの負荷を減らすことができる。これにより、作業機モータの耐久性及び刈り取り精度等、作業精度の向上を図れる。

本発明に係る電動作業車両によれば、作業機モータの保護と作業効率の向上との両立を図れる。

本発明に係る実施形態の電動作業車両の斜視図である。 図１の車両の概略構成図である。 図１の車両の制御システムを示すブロック図である。 実施形態において、作業機モータであるデッキモータの温度と目標トルク範囲の関係とを示す図である。 実施形態において、走行モータの目標回転速度の制御方法を示すフローチャートである。 実施形態において、デッキモータのトルクと車両の走行速度との時間経過の１例を示す図である。 実施形態の別例において、デッキモータのトルク及び回転数と車両の走行速度との時間経過の１例を示す図である。 実施形態の別例において、デッキモータのトルクと車両の走行速度との時間経過の１例を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、電動作業車両が芝刈り車両である場合を説明するが、電動作業車両は、これに限定せず、除雪作業、掘削作業、土木作業、農作業のいずれか１つ以上の作業を行う作業機を有する他の作業車両としてもよい。また、以下では、左右２つの操作レバーを有する左右レバー式操作子を使用する場合を説明するが、これは例示であって、ステアリングハンドルを旋回指示具として使用し、座席の前側に設けられたアクセルペダルを加速指示具として使用してもよい。以下で説明する形状、個数、部品の配置関係等は、説明のための例示であって、電動作業車両の仕様に合わせて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略もしくは簡略化する。

図１から図６において、実施形態の電動作業車両１０を説明する。以下では、電動作業車両１０は、車両１０と記載する。図１は、車両１０の斜視図である。図２は、車両１０の概略構成図である。なお、図１から図６の構成では、左右の車輪１２，１３が後側に配置され、キャスタ輪１５，１６が前側に配置された場合を説明するが、車輪が前側でキャスタ輪が後側でもよい。

車両１０は、芝刈に適した自走型の芝刈り車両である。車両１０は、左右２つの車輪である左車輪１２及び右車輪１３（図２）と、キャスタ輪１５，１６と、作業機である芝刈機１８と、左走行モータ３０及び右走行モータ３１（図２）と、操作部３２を構成する左右２つの操作レバー２２，２３及び作業機起動スイッチ３３（図３）と、制御部１００を構成する左右２つの走行インバータ８４，８６、３つのデッキインバータ８８、及び制御装置４０（図３）と、３つのモータ温度センサ３４（図３）とを備える。左走行モータ３０及び右走行モータ３１は、それぞれ電動モータである。

左車輪１２及び右車輪１３は、車体であるメインフレーム２０の後側の左右両側に支持される後輪であり、かつ主駆動輪である。メインフレーム２０は、鋼材等の金属により、梁構造等に形成される。メインフレーム２０は、左右両端で略前後方向に伸びる側板部２０ａ、２０ｂと、左右両側の側板部２０ａ、２０ｂを連結する連結部２０ｃとを含む。左右の側板部２０ａ、２０ｂの後端部の間で、上側には運転者が座る運転席２１が固定される。

メインフレーム２０において、運転席２１の左右両側には２つの案内パネル２６，２７が固定されており、２つの案内パネル２６，２７のそれぞれから左右２つの操作レバー２２，２３が上側に突出するように、メインフレーム２０に支持されている。左の操作レバー２２は、左走行モータ３０の加速を指示する加速指示部に相当し、右の操作レバー２３は、右走行モータ３１の加速を指示する加速指示部に相当する。各操作レバー２２，２３の先端部は、運転者が掴んで左車輪１２及び右車輪１３の回転方向及び回転速度を指示するために用いられる。左操作レバー２２は、左車輪１２の回転速度の指示を、回転速度が高くなるように変更することで、左車輪１２の駆動と加速を指示するために操作される。右操作レバー２３は、右車輪１３の回転速度の指示を、回転速度が高くなるように変更することで、右車輪１３の駆動と加速を指示するために操作される。各操作レバー２２，２３は、略Ｌ字形であり、上端部に左右方向に伸びる把持部２４が形成される。把持部２４は、運転者に掴まれて操作される。各操作レバー２２，２３は、下端部において、左右方向に沿う軸を中心として揺動可能である。各操作レバー２２，２３は、直立位置に近いニュートラル位置であるＮ位置を基準に、前側に倒された場合に、操作レバー２２（または２３）と同じ側のモータ３０（または３１）を、前進に対応する目標回転速度としての、単位時間当たりの目標回転数（ｓｅｃ^－１）で駆動することを指示する。操作レバー２２，２３は、倒れ量が高くなるほど目標回転数が高くなることを指示する。操作レバー２２，２３は、Ｎ位置を基準に、後側に倒された場合に、操作レバー２２（または２３）と同じ側のモータ３０（または３１）を、後進に対応する目標回転数で駆動することを指示し、倒れ量が高くなるほど目標回転数が高くなることを指示する。これにより、各操作レバー２２，２３は、対応する走行モータ３０，３１の目標回転数を指示する。

左右２つの操作レバー２２，２３の前後方向における揺動位置は、それぞれレバー位置センサである左レバーセンサ５０及び右レバーセンサ５１（図３）により検出される。各レバーセンサ５０，５１は、例えばポテンショメータを含む。各レバーセンサ５０，５１の検出信号は制御装置４０に送信される。

左右の２つのキャスタ輪１５，１６は、メインフレーム２０の前端部に支持される操向輪であり、かつ前輪である。各キャスタ輪１５，１６は、車両１０の前後方向において、左車輪１２及び右車輪１３に対し前後方向に離れて設けられる。各キャスタ輪１５，１６は、鉛直方向（図１の上下方向）の軸を中心として３６０度以上の自由回転が可能である。なお、キャスタ輪は、車両に２つ配置される構成に限定するものではなく、１つのみ、または３つ以上が車両に配置されてもよい。

図２に示すように、左走行モータ３０は、メインフレーム２０の後側に支持される左側の減速歯車装置５８を介して左車輪１２に接続される。右走行モータ３１は、メインフレーム２０の後側に支持される右側の減速歯車装置５９を介して右車輪１３に接続される。左走行モータ３０及び右走行モータ３１は、それぞれメインフレーム２０の後側で、左側と右側とにそれぞれ支持される。

左走行モータ３０には左走行インバータ８４（図３）を介してバッテリ８２（図３）が接続され、バッテリ８２から電力が供給される。右走行モータ３１には右走行インバータ８６（図３）を介してバッテリ８２が接続され、バッテリ８２から電力が供給される。左走行モータ３０及び右走行モータ３１は、例えば３相モータである。

図１、図２に示すように、芝刈機１８は、メインフレーム２０の長手方向中間部の下側に支持されている。これにより、芝刈機１８は、前後方向において、キャスタ輪１５，１６及び左右車輪１２，１３の間に配置される。芝刈機１８は、カバーであるモアデッキ１９の内側に配置された芝刈回転工具である３つの芝刈ブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ（図２）を含む。芝刈ブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃはモアデッキ１９により上側を覆われる。各芝刈ブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃは鉛直方向（図２の紙面の表裏方向）に向いた軸の周りに回転する複数のブレード要素を有する。これにより、ブレード要素が回転して芝を破断して刈取り可能である。３つの芝刈ブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれには、作業機モータである３つのデッキモータ６０のうち、対応するデッキモータ６０が接続される。各デッキモータ６０には対応するデッキモータ６０用のインバータであるデッキインバータ８８（図３）を介してバッテリ８２（図３）が接続され、バッテリ８２から電力が供給される。各デッキモータ６０は、例えば３相モータである。さらに、各デッキモータ６０には、後述のモータ温度センサ３４（図３）が取り付けられる。モータ温度センサ３４は、対応するデッキモータ６０の温度を検出する。その検出温度は、後述のようにデッキモータ６０の目標トルク範囲を設定するために用いられる。

芝刈機は、芝刈り用回転工具として、地表に平行な回転軸に例えばらせん状の刃を配置し、芝等を刈り取る機能を有し、デッキモータにより駆動される芝刈りリールを備える構成としてもよい。

図３は、車両１０の制御システム８０を示すブロック図である。制御装置４０には、始動スイッチ３５と、作業機起動スイッチ３３と、左右２つのレバーセンサ５０，５１と、左右２つの走行インバータ８４，８６と、デッキインバータ８８と、左右２つのモータ速度センサ５４，５５とが接続される。始動スイッチ３５及び作業機起動スイッチは、左右２つの操作レバー２２，２３の一方の操作レバーを案内する一方の案内パネル２６（または２７）、またはその近くに設けられる。始動スイッチ３５は、ユーザによって操作可能に設けられ、その操作に基づいてバッテリ８２から制御装置４０に電力を供給して制御装置４０を起動させる。作業機起動スイッチ３３は、ユーザによって操作可能に設けられ、その操作に基づいて、芝刈機１８の作動と停止とを切り換える。作業機起動スイッチ３３によって芝刈機１８の起動が指示される、すなわちオンされると、制御装置４０は、後述のデッキインバータ８８を制御してデッキモータ６０を所定の目標回転数で回転し続けるように作動させる。

制御システム８０は、始動スイッチ３５と、作業機起動スイッチ３３及び左右２つの操作レバー２２，２３を含む操作部３２と、左右２つのレバーセンサ５０，５１と、左右２つの走行モータ３０、３１及び走行インバータ８４，８６と、左右２つのモータ速度センサ５４，５５と、３つのデッキモータ６０及びデッキインバータ８８と、３つのデッキモータ速度センサ５２及びモータ温度センサ３４と、制御装置４０とを含む。図３では、デッキモータ６０、デッキインバータ８８、デッキモータ６０速度センサ５２及びモータ温度センサ３４がそれぞれ１つのみ図示されているが、実際には図２で示したようにデッキモータ６０は３つが設けられるので、制御システム８０では、それに対応してデッキインバータ８８、デッキモータ速度センサ５２及びモータ温度センサ３４がそれぞれ３つずつ設けられる。

左走行インバータ８４は左走行モータ３０を駆動し、右走行インバータ８６は右走行モータ３１を駆動する。各走行インバータ８４，８６は、例えば、電気的に直列接続した２つのスイッチング素子をそれぞれ有する３つのアームを含む走行インバータ回路と、走行インバータ回路を制御する走行インバータ制御装置とを有する。

各走行インバータ８４，８６の作動は、制御装置４０により制御される。これにより、左走行モータ３０は、左走行インバータ８４を介して制御装置４０により制御される。右走行モータ３１は、右走行インバータ８６を介して制御装置４０により制御される。このため、左走行モータ３０及び右走行モータ３１は、制御装置４０により、回転方向及び回転速度について、独立して制御される。したがって、左走行モータ３０及び右走行モータ３１は、回転方向及び回転速度について、左車輪１２及び右車輪１３を独立して駆動する。

各デッキインバータ８８は、対応するデッキモータ６０を駆動する。各デッキインバータ８８も、各走行インバータ８４，８６の走行インバータ回路及び走行インバータ制御装置と同様に、デッキインバータ回路と、デッキインバータ回路を制御するデッキインバータ制御装置とを有する。

各デッキインバータ８８の作動は、制御装置４０により制御される。これにより、各デッキモータ６０は、デッキインバータ８８を介して制御装置４０により制御される。このため、各芝刈ブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、対応するデッキモータ６０によって回転駆動される。各デッキモータ６０は、基本的に所定の目標回転数を維持するように駆動される。芝刈機１８で刈り取られた芝は、モアデッキ１９の左右方向一方側に設けられた排出ダクト１８ｄを通じて車両１０の左右方向一方側に排出される。

さらに、各デッキインバータ８８のデッキインバータ制御装置には、後述のデッキモータ速度センサ５２からデッキモータ６０の回転数ｎ（ｓｅｃ^－１）の検出値が入力される。また、デッキインバータ制御装置には、デッキインバータ回路からデッキモータ６０への出力電流を検出する電流センサ（図示せず）、及びデッキモータ６０の相間電圧を検出する電圧センサ（図示せず）の検出値が入力される。デッキインバータ制御装置は、電流値及び電圧値の検出値からデッキモータ６０に出力される出力電力Ｐ（Ｗ）を演算する。デッキインバータ制御装置は、電流検出値と、デッキモータ速度センサ５２による回転数検出値とからデッキモータ６０の電圧値を演算し、それらに基づいて出力電力Ｐを演算してもよい。デッキモータ６０の回転数ｎの検出値及びデッキモータ６０に対する出力電力Ｐの演算値は、各デッキインバータ８８から制御装置４０に出力され、後述のようにデッキモータ６０の出力トルクの演算値Ｔｒを演算するために使用される。

さらに、各デッキモータ６０にはモータ温度センサ３４が取り付けられる。各モータ温度センサ３４は、対応するデッキモータ６０の温度を検出する。各モータ温度センサ３４の検出温度は、信号線及び対応するデッキインバータ８８を介して制御装置４０に出力される。例えば、各モータ温度センサ３４は、各デッキモータ６０のうち、最も温度が高くりやすい部分の温度を、直接に検出したり、その部分の温度と相関が高い部分の温度検出値に基づく推定によって検出する。

また、左右２つのモータ速度センサ５４，５５は、左右２つの走行モータ３０，３１のそれぞれの回転数を検出する。各モータ速度センサ５４，５５の回転数の検出値は、制御装置４０に出力される。各デッキモータ速度センサ５２は、対応するデッキモータ６０の回転数を検出する。デッキモータ速度センサ５２の回転数の検出値は、対応するデッキインバータ８８を介して制御装置４０に出力される。なお、図３では、バッテリ８３からの電力供給経路が太い実線で示されている。

制御装置４０は、ＣＰＵ等の演算部及びメモリ等の記憶部を含むものであり、例えばマイクロコンピュータにより構成される。制御装置４０は、左右２つのレバーセンサ５０，５１の検出信号から２つの操作レバー２２，２３の操作位置を取得して、各操作レバー２２，２３の操作位置に応じて左走行モータ３０及び右走行モータ３１のそれぞれの目標回転数を設定する。

制御装置４０は、左右２つの操作レバー２２，２３の操作位置に応じて、左右２つの走行モータ３０，３１の目標回転数を設定することにより、直進走行、旋回走行のいずれも実行させることができる。

さらに、制御装置４０は、作業機起動スイッチ３３がオンされ、かつ左右の操作レバー２２，２３で各走行モータ３０，３１の所定速度以上の目標回転速度が指示された場合において、各デッキモータ６０の検出温度に応じて、または所定の１つのデッキモータ６０（以下、所定デッキモータ６０と記載する場合がある。）の検出温度に応じて、対応するデッキモータ６０の目標トルク範囲を維持または変更する。そして、制御装置４０は、各デッキモータ６０、または所定デッキモータ６０の出力トルクの演算値Ｔｒが目標トルク範囲内に入るように、各走行モータ３０，３１の目標回転速度を維持または変更する。これにより、後述のように、各デッキモータ６０の保護と、高い車速の維持による作業効率の向上との両立を図れる。なお、走行モータ３０，３１の目標回転速度の維持または変更のために、各デッキモータ６０の検出温度を用いるか、または所定デッキモータ６０の検出温度を用いるかは、予め制御装置４０で設定することができる。一般的に、３つのデッキモータ６０は、芝刈り作業時に同様の負荷が加わり同程度に温度が変化することが多いと考えられるので、所定デッキモータ６０のみの検出温度を用いて走行モータ３０，３１の目標回転速度が制御されてもよい。この場合、他のデッキモータ６０の温度センサは省略されてもよい。所定デッキモータは、例えば３つのデッキモータ６０の中央のデッキモータ６０としてもよい。以下では、所定デッキモータ６０のみの検出温度を用いて走行モータ３０，３１の目標回転速度を制御する場合を中心に説明する。

図４は、実施形態において、デッキモータ６０の温度と目標トルク範囲の関係とを示している。デッキモータ６０の目標トルク範囲は、デッキモータ６０の温度に応じて設定される。図４の例では、デッキモータ６０の温度が所定の第１温度ｄ１以上となる場合に、デッキモータ６０の目標トルク範囲は、所定の第１範囲Ａ１となる。第１範囲Ａ１は、低トルク範囲に相当し、下限がトルクＴ１で上限がトルクＴ２である。一方、デッキモータ６０の温度が、第１温度ｄ１未満で、第１温度ｄ１より低い所定の第２温度ｄ２より高い場合には、デッキモータ６０の目標トルク範囲は、所定の第２範囲Ａ２となる。第２範囲Ａ２は、中間トルク範囲に相当し、下限がトルクＴ１とトルクＴ２の中間であるトルクＴ３で、上限がトルクＴ１より高いトルクＴ４である。また、デッキモータ６０の温度が第２温度ｄ２以下となる場合には、デッキモータ６０の目標トルク範囲は、所定の第３範囲Ａ３となる。第３範囲Ａ３は、高トルク範囲に相当し、下限がトルクＴ３とトルクＴ４の中間であるトルクＴ５で、上限がトルクＴ４より高いトルクＴ６である。

制御装置４０は、図４の関係を用いて、デッキモータ６０の検出温度が第１温度ｄ１以上となる場合に、デッキモータ６０が第１範囲Ａ１の目標トルクで駆動され、デッキモータ６０の検出温度が第２温度ｄ２以下となる場合に、デッキモータ６０が第１範囲Ａ１より高トルクである第３範囲Ａ３の目標トルクで駆動されるように、デッキモータ６０の目標トルク範囲を設定する。

そして、制御装置４０は、デッキモータ６０の出力トルクの演算値Ｔｒが上記の目標トルク範囲内に入るように、各走行モータ３０，３１の目標回転速度を維持または変更する。ここで、デッキモータ６０の出力トルクの演算値Ｔｒ（Ｎ・ｍ）は、上記のように対応するデッキインバータで取得された、デッキモータ６０に出力される出力電力Ｐ（Ｗ）の演算値と、デッキモータ６０の回転数ｎ（ｓｅｃ^－１）の検出値とから、次の（１）式を用いて演算される。
Ｔｒ＝Ｐ／（２ｎ×ｎ）・・・（１）

なお、デッキモータ速度センサ５２により、デッキモータ６０の回転数の代わりにデッキモータ６０の角速度ω（ｒａｄ／ｓｅｃ）を検出してもよい。このときには、デッキモータ６０の出力トルクの演算値Ｔｒ（Ｎ・ｍ）は、次の（２）式を用いて演算する。
Ｔｒ＝Ｐ／ω・・・（２）

演算値Ｔｒが目標トルク範囲の下限より低い場合には、各走行モータ３０，３１の目標回転速度を、時間との関係で直線的に、または所定時間当たりで所定量ずつ、または所定割合ずつ増大させる。一方、演算値Ｔｒが目標トルク範囲の上限より高い場合には、各走行モータ３０，３１の目標回転速度を、時間との関係で直線的に、または所定時間当たりで所定量ずつ、または所定割合ずつ低下させる。これにより、デッキモータ６０の温度が高くなり過ぎず、かつ、高い車速の走行時間を長くできるように、車両の速度が自動調整される。

図５は、走行モータ３０，３１の目標回転速度の制御方法を示すフローチャートである。図５のステップＳ１０において、制御装置４０は、作業機起動スイッチ３３がオンされ、かつ左右の操作レバー２２，２３で各走行モータ３０，３１の所定速度以上の目標回転速度が指示されたか否かを判定する。ステップＳ１０の判定が肯定判定（ＹＥＳ）の場合には、ステップＳ１２において、制御装置４０は、対応するデッキモータ６０の出力トルクを演算し、かつ、デッキインバータ８８とモータ温度センサ３４とを用いてデッキモータ６０の温度を検出させる。

ステップＳ１２の処理後は、ステップＳ１４において、対応するデッキモータ６０の検出温度に応じてデッキモータ６０の目標トルク範囲を維持または変更する。すなわち、上記の図４の関係を用いて、デッキモータ６０の目標トルク範囲を設定する。

そして、ステップＳ１６において、制御装置４０は、デッキモータ６０の出力トルクの演算値Ｔｒが上記の目標トルク範囲内に入るように、各走行モータ３０，３１の目標回転速度を維持または変更し、処理を終了する。

一方、ステップＳ１０の判定が否定判定（ＮＯ）の場合には、デッキモータ６０の検出温度を用いた走行モータ３０，３１の走行制御を行わない通常制御を実行し、処理を終了する。

上記の車両１０によれば、デッキモータ６０の検出温度が高くなると、それに応じてデッキモータ６０の目標トルク範囲を低い範囲に変更できるので、デッキモータ６０の保護を図れる。また、上記の検出温度が高い場合に常に、通常より低い例外速度で車両を走行させる場合と異なり、デッキモータ６０の負荷が低い場合に走行速度を高くできる場合があるので、高い車速での走行時間を長くできる。また、デッキモータ６０の検出温度で目標トルク範囲を変更するので、負荷に応じてその目標トルク範囲を変更する場合よりも、より適切にデッキモータ６０の保護を図れる。これにより、過剰に走行モータ３０，３１の目標回転速度が低下することを防止できるので、デッキモータ６０の保護と、高い車速の走行時間を長くできることによる作業効率の向上との両立を図れる。

また、制御部１００は、デッキモータ６０の検出温度が第１温度ｄ１以上となる場合に、デッキモータ６０が低トルク範囲の第１範囲Ａ１で駆動され、デッキモータ６０の検出温度が第１温度ｄ１より低い第２温度ｄ２以下となる場合に、デッキモータ６０が高トルク範囲の第３範囲Ａ３で駆動されるように、デッキモータ６０の目標トルク範囲を設定する。これにより、デッキモータ６０を保護しながら、作業効率をより高くできる。

なお、図４では、デッキモータ６０の温度に応じて目標トルク範囲が３つの範囲Ａ１～Ａ３の間で切り換わる場合を説明したが、目標トルク範囲は２つの範囲のみで切り換え可能としたり、４つ以上の範囲で切り換え可能としてもよい。

また、３つのデッキモータ６０のそれぞれの検出温度を用いて各走行モータ３０，３１の速度制御を行う構成としてもよい。その場合には、各デッキモータ６０の検出温度に応じた目標トルク範囲に、対応するデッキモータ６０の出力トルク演算値が入るように、各走行モータ３０，３１の目標回転速度を維持または変更してもよい。この場合において、各デッキモータ６０の検出温度に応じた目標トルク範囲に、対応するデッキモータ６０の出力トルク演算値が入るようにするための、各走行モータ３０，３１の目標回転速度が一義的に定まらない場合には、前回の目標回転速度を維持する制御を行う構成としてもよい。

また、各デッキモータ６０の検出温度を用いて各走行モータ３０，３１の速度制御を行う場合に、３つのデッキモータ６０の検出温度のうちの、最大温度または平均温度を用いて各デッキモータ６０の目標トルク範囲を同じに設定し、それに応じて各走行モータ３０，３１の目標回転速度を設定してもよい。

また、図５のステップＳ１０において、制御装置４０で各走行モータ３０，３１の目標回転速度の指示が所定速度以上か否かを判定するときの所定速度は、所定の芝量を芝刈機１８で刈り取る場合に、最も高いトルク範囲（図４の場合の第３範囲Ａ３）の下限のトルクＴ５以上にデッキモータ６０のトルクが到達するときの各走行モータ３０，３１の回転速度に設定することができる。これにより、ユーザが操作部３２を用いて指示した各走行モータ３０，３１の目標回転速度を超えて各走行モータ３０，３１の回転速度が自動で高くなり、車速が自動で高まることを抑制できるので、ユーザの違和感を抑制できる。なお、図５のフローチャートのステップＳ１０において、ステップＳ１２に移行するための条件から、各走行モータ３０，３１の所定速度以上の目標回転速度が指示されることを除いてもよい。

図６は、実施形態において、デッキモータ６０のトルクと車両１０の走行速度との時間経過の１例を示している。図６では横軸により時間を示し、縦軸でデッキモータ６０のトルクと車両１０の走行速度とを示している。図６の太い実線ａが本例の走行速度を示している。また、図の上部において、芝刈機１８で刈り取る芝の量を示しており、上下方向に並ぶ縦線が増えるほどその時点での芝量が多いことを示している。

図６では、操作部３２で指示する各走行モータ３０，３１の目標回転速度が所定速度以上の一定の速度であり、前側に直進する場合を示している。まず車両１０の速度が直線状に上昇し、その途中の時間ｔ１において芝の刈り取りが開始され、走行速度の上昇に伴ってデッキモータ６０のトルクがＰ１から上昇を開始する。この場合には、デッキモータ６０の温度が低いので目標トルク範囲が第３範囲Ａ３に設定されている。そして、時間ｔ２でデッキモータ６０のトルクが第３範囲内に入っていると判定されると共に、走行速度が所定の上限速度ｖＭに達したので、走行速度及びデッキモータ６０のトルクが一定に維持される。しかしながら、時間ｔ３で芝の量が多くなりデッキモータ６０のトルクが上昇して第３範囲Ａ３の上限を超えるので、各走行モータ３０，３１の目標回転速度が低下し走行速度がＰ２から低下する。この走行速度の低下によって芝刈機１８で刈る草の量が減るので、デッキモータ６０の負荷が低下してそのトルクがＰ３から低下する。

そして、時間ｔ４でデッキモータ６０のトルクが第３範囲Ａ３に戻るので、走行速度がＰ４から低い速度で一定に維持される。そして、デッキモータ６０の温度が上昇することで、時間ｔ５でデッキモータ６０の目標トルク範囲が第２範囲Ａ２に変更される。これにより、各走行モータ３０，３１の目標回転速度が低下するので走行速度も低下する。この走行速度は、作業時の下限速度ｖＬまで低下して一定に維持される。そして、芝の量が少なくなることでデッキモータ６０の負荷が低くなり、時間ｔ６でデッキモータ６０のトルクが目標トルク範囲の下限を下回ると、各走行モータ３０，３１の目標回転速度が増大し走行速度がＰ５から上昇する。この走行速度はＰ６で上限速度ｖＭに達すると一定に維持される。

そして、再び芝量が増えることで負荷が大きくなりデッキモータ６０のトルクが上昇し、時間ｔ７からｔ８でデッキモータ６０のトルクが第２範囲Ａ２の上限を超えて各走行モータ３０，３１の目標回転速度が低下することで、デッキモータ６０のトルクが第２範囲Ａ２に戻る。そして、時間ｔ９でさらにデッキモータ６０の温度が上昇することで目標トルク範囲が第１範囲Ａ１に変更される。これにより各走行モータ３０，３１の目標回転速度が下限速度ｖＬまで低下し、一定に維持されるが、デッキモータ６０の温度が低下することで目標トルク範囲が第２範囲Ａ２に変更され、それによって、デッキモータ６０のトルクが第２範囲Ａ２に入るように、各走行モータ３０，３１の目標回転速度が増大する。これにより、走行速度が上昇する。

図６で示した場合のように、本例の構成によれば、デッキモータ６０のトルクがデッキモータ６０の温度に応じた適切な目標トルク範囲に入るように制御されるので、デッキモータ６０の保護を図れると共に、高い車速での走行時間を長くできることにより作業効率の向上を図れる。

図６において、本例の走行速度を示す太い実線ａから分岐した細い実線ｂは、実施形態の別例を示している。別例の構成で、時間ｔ１０より前は、太い実線ａで示した実施形態と同様である。別例の構成では、時間ｔ８～ｔ１０でデッキモータ６０の検出温度が所定の第１温度ｄ１以上となるので、デッキモータ６０の目標トルク範囲が第１範囲Ａ１となり、時間ｔ１０以降でデッキモータ６０の検出温度が第１温度ｄ１より低い所定の第２温度以下となるので、デッキモータ６０の目標トルク範囲が第２範囲Ａ２に設定される。この場合、第１範囲Ａ１が低トルク範囲で、第２範囲Ａ２が高トルク範囲に相当する。そして、制御部１００は、時間ｔ８～ｔ９でデッキモータ６０の検出温度が第１温度ｄ１以上となりデッキモータ６０を第１範囲Ａ１で駆動する車速低下の後、時間ｔ１０以降でデッキモータ６０の検出温度が第１温度ｄ１より低い温度（第２温度）以下となることで、デッキモータ６０を第２範囲Ａ２で駆動し、車速増大を行う。制御部１００は、さらにこのときの車両１０の加速度の絶対値を、車速低下の時の車両１０の減速度の絶対値より小さくする。

上記の別例の構成によれば、車両１０の車速増大時の急な加速を防止して車速のギクシャク感を抑制できる。

図７は、実施形態の別例において、デッキモータ６０のトルク及び回転数と車両１０の走行速度との時間経過の１例を示している。図７では、デッキモータ回転数及び走行速度において、太い実線が本例の構成の場合を示している。デッキモータ６０の回転数は、作動時に基本的に所定目標回転数まで上昇した後、その所定目標回転数を維持するように制御されるが、刈り取る芝の量が多くなり、刈り取った草のモアデッキ１９内からの排出が悪くなり、モアデッキ１９内で溜まる等により、デッキモータ６０が過負荷になると、ｂで示すようにデッキモータ６０の回転数が時間ｔ１ａから減少する場合がある。本例の場合には、制御部１００が、デッキモータ６０の回転数の検出値の所定時間当たりの減少量が所定減少量以上となる場合に、その減少量に応じて車速の減少率を、ｃで示す図１～図６の構成の場合より大きくする。このために、制御装置４０は、左右２つのモータ速度センサ５４，５５（図３）の検出値を用いて、車速の減少率を大きくするように各走行モータ３０，３１の回転数を制御する。これにより、図７にｄで示すように、車両１０の走行速度の減少率が大きくなるので、デッキモータ６０の負荷を減らすことができる。このため、デッキモータ６０の耐久性及び刈り取り精度の向上を図れる。また、デッキモータ６０は、走行速度の減少によって負荷が減ることで、時間ｔ２ａ～ｔ３ａで回転数が所定目標回転数に復帰しやすくなる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図６の構成と同様である。

図８は、実施形態の別例において、デッキモータ６０のトルクと車両１０の走行速度との時間経過の１例を示している。図８では、デッキモータトルク及び走行速度において、太い実線が本例の場合を示している。芝刈り作業時に刈り取った草の排出の悪化等によりデッキモータ６０の負荷が急激に高まることにより、モータトルクの時間的な上昇の変化率が大きくなる場合がある。この場合、デッキモータ６０の過負荷状態が長くなることはデッキモータ６０の耐久性及び刈り取り精度の悪化につながる可能性がある。本例の構成では、制御部１００は、デッキモータ６０の出力トルクの演算値の上昇の変化率が所定変化率以上となる場合に、その上昇の変化率に応じて車速の減少率を大きくする。具体的には、図８に示す例では、時間ｔ１ｂ～ｔ２ｂにおいてｅで示すようにデッキモータ６０の出力トルクの演算値の上昇の変化率が、細線ｆ１で示す場合の上昇の変化率より高くなる場合に、ｇで示すように車速の減少率を、細線ｆ１に対応する細線ｆ２で示す場合の減少率より大きくする。

本例の構成によれば、上記のようにデッキモータ６０の負荷が急激に高まることで出力トルクの上昇変化率が高くなっているときに、車速の減少率を大きくする。これにより、デッキモータ６０の負荷を減らすことができる。このため、デッキモータ６０の耐久性及び刈り取り精度の向上を図れる。また、デッキモータ６０の出力トルクが第３範囲Ａ３の上限を上回ることで走行速度の減速が開始されるので、ｇで示す減速の開始時をｆ２で示す減速の開始時ｔ２ｂより早めることができる。これにより、デッキモータ６０の負荷を早期に減らすことができるので、時間ｔ２ｂ～ｔ３ｂで急激にデッキモータ６０の出力トルクを低下させることができる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図６の構成、または図７を用いて説明した構成と同様である。

１０ 電動作業車両（車両）、１２ 左車輪、１３ 右車輪、１５，１６ キャスタ輪、１８ 芝刈機、１８ａ～１８ｃ 芝刈ブレード、１８ｄ 排出ダクト、１９ モアデッキ、２０ メインフレーム、２０ａ，２０ｂ 側板部、２０ｃ 連結部、２１ 運転席、２２，２３ 操作レバー、２４ 把持部、２６，２７ 案内パネル、３０ 左走行モータ、３１ 右走行モータ、３２ 操作部、３３ 作業機起動スイッチ、３４ モータ温度センサ、３５ 始動スイッチ、４０ 制御装置、５０ 左レバーセンサ、５１ 右レバーセンサ、５２ デッキモータ速度センサ、５４ 左モータ速度センサ、５５ 右モータ速度センサ、６０ デッキモータ、８０ 制御システム、８２ バッテリ、８４ 左走行インバータ、８６ 右走行インバータ、８８ デッキインバータ、９０ バッテリ監視装置、１００ 制御部。

Claims (5)

1. 車輪を駆動する走行モータと、
   作業機を駆動する作業機モータと、
   前記走行モータの目標回転速度と前記作業機の作動とを指示する操作部と、
   前記操作部の操作にしたがって、前記走行モータ及び前記作業機モータを制御する制御部と、
   前記作業機モータの温度を検出する温度センサと、を備え、
   前記制御部は、前記作業機モータの検出温度に応じて前記作業機モータの目標トルク範囲を維持または変更し、前記作業機モータの出力トルクの演算値が目標トルク範囲内に入るように前記走行モータの目標回転速度を維持または変更する、
   電動作業車両。
2. 請求項１に記載の電動作業車両において、
   前記制御部は、前記作業機モータの検出温度が所定の第１温度以上となる場合に、前記作業機モータが低トルク範囲で駆動され、前記作業機モータの検出温度が前記第１温度より低い所定の第２温度以下となる場合に、前記作業機モータが高トルク範囲で駆動されるように、前記作業機モータの前記目標トルク範囲を設定する、
   電動作業車両。
3. 請求項２に記載の電動作業車両において、
   前記制御部は、前記作業機モータの検出温度が前記第１温度以上となり、前記作業機モータを前記低トルク範囲で駆動する車速低下の後、前記作業機モータの検出温度が前記第２温度以下となり、前記作業機モータを前記高トルク範囲で駆動し、車速増大を行うときの車両加速度の絶対値は、前記車速低下のときの車両減速度の絶対値より小さくする、
   電動作業車両。
4. 請求項２に記載の電動作業車両において、
   前記制御部は、前記作業機モータの回転速度の検出値の所定時間当たりの減少量が所定減少量以上となる場合に、前記減少量に応じて車速の減少率を大きくする、
   電動作業車両。
5. 請求項２に記載の電動作業車両において、
   前記制御部は、前記作業機モータの前記出力トルクの演算値の上昇の変化率が所定変化率以上となる場合に、前記変化率に応じて車速の減少率を大きくする、
   電動作業車両。
   
   
   
   

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