JP4113094B2

JP4113094B2 - 電動車両の走行制御方法

Info

Publication number: JP4113094B2
Application number: JP2003367730A
Authority: JP
Inventors: 勉脇谷; 則和清水
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-10-28
Also published as: JP2005137059A; US20050090949A1; US6968265B2

Description

本発明は左右の駆動輪を各々駆動する左右の電動モータ及び左右の駆動輪の速度を各々調整する左右のブレーキを備えた電動車両の走行制御技術に関する。

左右の駆動輪を各々駆動する左右の電動モータ及び左右の駆動輪の速度を各々調整する左右のブレーキを備え、運転者が操作した左右のブレーキのブレーキ率が同一若しくはほぼ同一であるときに、左右の電動モータの回転数を読込み、小さな回転数に大きな回転数を合せるべく、高速側の電動モータを減速制御する制御部を備えた電動車両の走行制御技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１４２３０９公報（請求項１）

ブレーキを掛けない通常の走行であれば、左右のブレーキ率は共にゼロであって、左右のブレーキ率は同一になる。このときに路面の凹凸の影響を受けて一方の電動モータに負荷が掛かると回転数が低下し、機体が旋回する可能性があるが、特許文献１では高速側の電動モータの回転数を下げて低速側の電動モータに合わせるため、直進性を維持することができる。

しかし、停止から前進（又は後進）に移行する発進時を考えた場合、左右の電動モータの回転数がごく小さいにも拘わらず、上述の制御を実施すると、回転数がなかなか上がらず、所望の速度に到達するまでに時間が掛かる虞がある。所望の速度は、一般に作業速度であるから、作業状態に移行するまでに時間が掛かることは、作業能率を低下させることになる。

本発明は、高速側の電動モータの回転数を低速側の電動モータの回転数に合わせる、減速制御を行うことができる電動車両において、発進時に所望の速度に迅速に到達させることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、左右の駆動輪を各々駆動する左右の電動モータ及び左右の駆動輪の速度を各々調整する左右のブレーキを備え、運転者が操作した左右のブレーキのブレーキ率が同一若しくはほぼ同一であるときに、左右の電動モータの回転数を読込み、小さな回転数に大きな回転数を合せるべく、高速側の電動モータを減速制御する制御部を備えた電動車両において、
前記制御部は、前記高速側の電動モータの回転数が、予め定めたモータ回転数しきい値以上であるときに、前記減速制御を実施し、
前記高速側の電動モータの回転数が、予め定めたモータ回転数しきい値未満であるときには、前記高速側の電動モータが正常であるか否かを調べ、正常であるときには前記減速制御は実施せず、否であるときに前記減速制御を実施することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、減速制御は、高速側の電動モータの回転数が、予め定めたモータ回転数しきい値以上であるときに、実施する。すなわち、発進直後からモータ回転数しきい値に到達までの極低速域では、減速制御を行わない。
少しの旋回が発生する可能性はあるが、電動モータを迅速に所定の回転数に高めることができる。

なお、発進直後からモータ回転数しきい値に到達までの時間は短く且つ全体的に極低速であるため、旋回が発生したとしてもその量は軽微であって、後の通常走行で簡単に修正できるため、実害はない。

さらに、請求項１に係る発明では、高速側の電動モータの回転数がモータ回転数しきい値未満であっても、高速側の電動モータに異常があるときには、減速制御を実施することにした。
単に走行制御を行った場合、電動モータが故障で急停止すると、機体が急旋回する虞がある。そこで、本発明では、高速側の電動モータの回転数がモータ回転数しきい値未満であっても、高速側の電動モータが正常であるか否かを調べ、否であるときには、減速制御を実施することにした。
この結果、電動モータに故障が発生しても、機体を速やかに減速し、停止させることができる。

本発明を実施するための最良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う。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係る除雪機の左側面図、図２は本発明に係る除雪機の平面図である。
電動車両としての除雪機１０は、左右の走行装置２０Ｌ，２０Ｒを備えた走行フレーム３１に、伝動ケース３２を上下スイング可能に取付け、伝動ケース３２の左右両側部に左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを取付け、伝動ケース３２の上部にエンジン３４（内燃機関３４）を取付けるとともに、伝動ケース３２の前部に除雪作業部４０を取付け、さらに、伝動ケース３２の上部から後上方へ左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを延ばし、これら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に操作盤５３を備え、作業者が操作盤５３の後から連れ歩く、自力走行式の歩行型作業機である。

走行フレーム３１と伝動ケース３２の組合せ構造体は機体１１をなす。左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒは、先端に手で握るグリップ５２Ｌ，５２Ｒを備える。以下、要部を詳細に説明する。

本発明は、エンジン３４で除雪作業部４０を駆動し、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒで走行装置２０Ｌ，２０Ｒを駆動する駆動方式を採用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。

左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒは、動力を左右の走行用伝動機構３５Ｌ，３５Ｒ（図１参照）を介して左右の走行装置２０Ｌ，２０Ｒに伝達して、駆動する走行用駆動源である。

左の走行装置２０Ｌは、前部の駆動輪２１Ｌと後部の遊動輪２２Ｌとにクローラベルト２３Ｌを巻き掛け、駆動輪２１Ｌを左の電動モータ２１Ｌで正逆転させるクローラである。右の走行装置２０Ｒは、前部の駆動輪２１Ｒと後部の遊動輪２２Ｒとにクローラベルト２３Ｒを巻き掛け、駆動輪２１Ｒを右の電動モータ２１Ｒで正逆転させるクローラである。

走行フレーム３１は、左右の駆動輪用車軸２４Ｌ，２４Ｒを回転可能に支承するとともに、後部で遊動輪用車軸２５を支承するフレームである。左右の駆動輪用車軸２４Ｌ，２４Ｒは、左右の駆動輪２１Ｌ，２１Ｒを固定した回転軸である。遊動輪用車軸２５は、左右の遊動輪２２Ｌ，２２Ｒを回転可能に取付けた固定軸である。

エンジン３４は、クランク軸３４ａを下方へ延ばしたバーチカルエンジンであって、動力を伝動ケース３２に収納された作業用伝動機構を介して除雪作業部４０に伝達して、駆動する作業用駆動源である。

除雪作業部４０は、前部のオーガ４１、後部のブロア４２、上部のシュータ４３、オーガ４１を囲うオーガハウジング４４、及びブロア４２を囲うブロアハウジング４５からなる。オーガ４１は、地面に積もった雪を中央に集める作用をなす。この雪を受け取ったブロア４２は、シュータ４３を介して雪を除雪機１０の周囲の所望の位置へ投射する作用をなす。
スイング駆動機構４６により、伝動ケース３２並びに除雪作業部４０を上下にスイングさせることで、オーガハウジング４４の姿勢を調節できる。
図２に示すように、機体１１は前部に発電機５４及びバッテリ５５を備える。

以上の説明から明らかなように、作業機としての除雪機１０は、機体１１に除雪作業部等の作業装置４０、この作業装置４０を駆動する内燃機関３４、クローラや車輪等の走行装置２０Ｌ，２０Ｒ、この走行装置２０Ｌ，２０Ｒを駆動する電動モータ３３Ｌ，３３Ｒ、内燃機関３４に駆動されてバッテリ５５や電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに電力を供給する発電機５４、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを制御する制御部５６を備える。制御部５６は、例えば操作盤５３の下方に配置又は操作盤５３に内蔵する。

図中、６１はエンジン３４周りを覆うカバー、６２はランプ、６３はエアクリーナ、６４はキャブレータ、６５はエンジン排気用マフラ、６６は燃料タンクである。

図３は図１の３矢視図である。操作盤５３は、背面５３ａ（この図の手前側であり、作業者側の面）に、メインスイッチ７１、エンジン用チョーク７２、クラッチ操作スイッチ７３などを備え、操作盤５３の上面５３ｂに右側から左側へ、投雪方向調節レバー７４、走行装置に係る方向速度制御部材としての方向速度レバー７５、エンジン用スロットルレバー７６をこの順に備え、さらに、操作盤５３の左にグリップ５２Ｌを配置し、操作盤５３の右にグリップ５２Ｒを配置したものである。

左の操作ハンドル５１Ｌは、グリップ５２Ｌの近傍に走行準備レバー７７を備える。右の操作ハンドル５１Ｒは、グリップ５２Ｒの近傍にオーガハウジング姿勢調節レバー７８を備える。

図１及び図３を参照しつつ説明すると、メインスイッチ７１は、キー挿入孔にメインキー（図示せず）を差込んで回すことでエンジン３４を始動することのできる周知のイグニッションスイッチであり、例えば、キー挿入孔を中心として「オフ位置ＯＦＦ」、「オン位置ＯＮ」及び「スタート位置ＳＴ」を、時計回りにこの順に配列したものである。

メインキーをオフ位置ＯＦＦに合せたときには、エンジン３４を停止させるとともに、全ての電気系統を遮断させることができる。メインキーをオフ位置ＯＦＦからオン位置ＯＮに切換えたときには、エンジン３４を停止状態で維持させることができる。メインキーをスタート位置ＳＴに合せたときには、エンジン３４を始動させることができる。メインキーをスタート位置ＳＴからオン位置ＯＮに切換えたときには、始動したエンジン３４をそのまま本運転に移行することができる。

エンジン用チョーク７２は、引くことで混合気の濃度を高める操作部材である。
クラッチ操作スイッチ７３は、オーガ４１並びにブロア４２をオン・オフ操作する押し釦スイッチ、すなわち、除雪作業部４０（作業部）のオン・オフ操作をする作業切換えスイッチである。以下、クラッチ操作スイッチ７３のことを適宜「オーガスイッチ７３」と言い換えることにする。

投雪方向調節レバー７４は、シュータ４３の方向を変更するときに操作するレバーである。方向速度レバー７５は、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの走行速度を操作するとともに、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを正逆転させることで前後進切換えをする前後進速度調節レバーである。エンジン用スロットルレバー７６は、スロットルバルブ（図４の符号９４参照）の開度を操作することでエンジン３４の回転数を制御するレバーである。

走行準備レバー７７は、スイッチ手段（図４の符号７７ａ参照）に作用する走行準備部材であり、リターンスプリングの引き作用により、図に示すフリー状態になればスイッチ手段はオフになる。作業者の左手で走行準備レバー７７を握ってグリップ５２Ｌ側に下げれば、スイッチ手段はオンとなる。このように、走行準備レバー７７が握られているか否かはスイッチ手段で検出することができる。
オーガハウジング姿勢調節レバー７８は、スイング駆動機構４６を操作してオーガハウジング４４の姿勢を変更するときに操作するレバーである。

さらに操作盤５３は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に且つこれら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握った手で操作可能な範囲に、左右の旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒを設けたことを特徴とする。

左旋回操作スイッチ８１Ｌは押し釦スイッチからなり、除雪機１０の後方（この図の手前側であり、作業者側）を向く押ボタン式左ブレーキボタン８２Ｌを備える。このような左旋回操作スイッチ８１Ｌは、左ブレーキボタン８２Ｌを押し操作している間だけスイッチオンとなってスイッチ信号を発する、接点自動復帰式スイッチである。

右旋回操作スイッチ８１Ｒは押し釦スイッチからなり、除雪機１０の後方（この図の手前側であり、作業者側）を向く右ブレーキボタン８２Ｒを備える。このような右旋回操作スイッチ８１Ｒは、右ブレーキボタン８２Ｒを押し操作している間だけスイッチオンとなってスイッチ信号を発する、接点自動復帰式スイッチである。

より具体的には、操作盤５３の背面５３ａのうち、左にグリップ５２Ｌの近傍で車幅中心ＣＬ寄りの位置に左旋回操作スイッチ８１Ｌ及びそれの左ブレーキボタン８２Ｌを配置した。また、操作盤５３の背面５３ａのうち、右にグリップ５２Ｒの近傍で車幅中心ＣＬ寄りの位置に右旋回操作スイッチ８１Ｒ及びそれの右ブレーキボタン８２Ｒを配置した。

作業者が両手で左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったときに、各手の親指は左右の操作ハンドル間、すなわち、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒの内側（車幅中央側）を向くことになる。

作業者は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを両手で握って除雪機１０を操縦しつつ、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったまま、左手の親指を前に延ばして左旋回操作スイッチ８１Ｌの左ブレーキボタン８２Ｌを押している間だけ、除雪機１０を左旋回させることができる。
一方、右手の親指を前に延ばして右旋回操作スイッチ８１Ｒの右ブレーキボタン８２Ｒを押している間だけ、除雪機１０を右旋回させることができる。
このように、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒから手を放すことなく、小さい操作力で極めて容易に旋回操作をすることができる。

操作盤５３のうち、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に且つこれら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握った手で操作可能な範囲に、旋回機構としての回生ブレーキ回路（図４の符号３８Ｌ，３８ＲＲ参照）を操作する左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒを設けたので、作業者は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを両手で握って除雪機１０（図１参照）を操縦しつつ、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったままの親指で、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒをも操作することができる。
従って、除雪機１０を左旋回操作又は右旋回操作する度に、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握り替えたり、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒから手ＨＬ，ＨＲを放す必要がない。このため、除雪機１０の操縦性が高まる。

さらにまた、操作盤５３は背面５３ａに、報知器としての報知表示器８４や報音器８５を設けたことを特徴とする。報知表示器８４は、制御部５６の指令により表示する部材であり、例えば液晶表示器等の表示パネルや、表示灯からなる。報音器８５は、制御部５６の指令により音を発する部材であり、例えば報知音を発するブザーや、音声を発する音声発生器からなる。

図４は本発明に係る除雪機の制御系統図であり、制御部５６内の機器及び情報伝達経路を示す。想像線枠で囲ったエンジン３４、電磁クラッチ９１、オーガ４１及びブロア４２が作業部系９２であり、その他は走行系となる。なお、制御部５６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。

先ず、除雪作業部４０の系統の作動を説明する。
メインスイッチ７１にキーを差込み、回してスタート位置にすることにより、セルモータ（スタータ）９３の回転によりエンジン３４を始動させる。
エンジン用スロットルレバー７６は、図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ９４に繋がっているので、エンジン用スロットルレバー７６を操作することでスロットルバルブ９４の開度を制御することができる。これにより、エンジン３４の回転数を制御することができる。

さらにスロットルバルブ９４については、制御部５６の制御信号に応じて作動するバルブ駆動部９４Ａにより、バルブ開度が自動制御される構成にしたものである。なお、スロットルバルブ９４に対しては、バルブ駆動部９４Ａでの開度制御の方が、エンジン用スロットルレバー７６での開度制御よりも優先する。

エンジン３４の出力の一部で発電機５４を回し、得た電力をバッテリ５５に供給するとともに、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに供給する。エンジン３４の出力の残部は、電磁クラッチ９１を介して作業装置４０としてのオーガ４１及びブロア４２の回転に充てる。なお、発電機５４やバッテリ５５からは、ハーネス９５を介して左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒや他の電装品へ電力を供給することになる。

９８Ｌ，９８Ｒは左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数（モータ速度、回転速度）を計測する回転センサである。９９はエンジン３４の回転数（モータ速度、回転速度）を計測する回転センサである。

走行準備レバー７７を握るとともに、クラッチ操作スイッチ７３を操作することにより、作業者の意志で電磁クラッチ９１を接続し、エンジン３４の動力でオーガ４１及びブロア４２を回転させることができる。
なお、走行準備レバー７７をフリーにするか、クラッチ操作スイッチ７３を操作するか、の何れかにより電磁クラッチ９１を断状態にすることができる。

次に走行装置２０Ｌ，２０Ｒ（走行部２０Ｌ，２０Ｒ）の系統の作動を、図４に基づき説明する。
本発明の除雪機１０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３６Ｌ，３６Ｒを備える。具体的には、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの各モータ軸を左右の電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒによって制動するようにした。これらの電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒは、駐車中は制御部５６の制御により、ブレーキ状態（オン状態）にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒを開放する。

メインスイッチ７１がオン位置にあること、及び、走行準備レバー７７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７５を前進又は後進に切換えると、電磁ブレーキ３６Ｌ，３６Ｒは開放（非ブレーキ、オフ）状態になる。

図５（ａ）〜（ｃ）は本発明で採用した方向速度レバーの作用図である。
（ａ）において、方向速度レバー７５は、前進、停止、後退を一本で賄い、且つ前進、後退ともに低速から高速に連続的に切換えることができる操作レバーである。この様な方向速度レバー７５のポジションをアクセルポテンショメータ７９でモニターする。

（ｂ）はレバー７５のポジションとアクセルポテンショメータ７９の出力の関係を示すグラフであり、アクセルポテンショメータ７９の出力範囲を０〜＋５Ｖ（ボルト）としたときに、後退高速に０ｖ、中立（停止）に＋２．５Ｖ、前進高速に＋５Ｖを割り当てたことを示す。

（ｃ）は（ｂ）を一般化するとともに本発明の制御のために加工したグラフであり、後退高速（横軸）に０ｖ（縦軸）、停止（横軸）に中立電圧であるＶｎ（縦軸）、前進高速（横軸）に最高電圧であるＶｍａｘ（縦軸）を割り当てることは、前記（ｂ）と同じである。
ところで、運転者が（ａ）のレバー７５を前進高速附近にセットしたときには、運転者の意思で前進高速を行わせようとするものであるから、本発明で行おうとする制御の修正は適用しないことにする。（ｃ）で縦軸でＶ４〜Ｖｍａｘ（陰を付した）領域は非制御領域とする。

運転者が（ａ）のレバー７５を後退高速附近にセットしたときには、運転者の意思で後退高速を行わせようとするものであるから、本発明で行おうとする制御の修正は適用しないことにする。（ｃ）で縦軸で０〜Ｖ１（陰を付した）領域は非制御領域とする。

また、運転者が（ａ）のレバー７５を停止又は微低速にセットしたときには、運転者の意思で停止又は微低速を行わせようとするものであるから、本発明で行おうとする制御の修正は適用しないことにする。（ｃ）で縦軸でＶ２〜Ｖ３（陰を付した）領域は非制御領域とする。
すなわち（ｃ）において、縦軸でＶ１〜Ｖ２又はＶ３〜Ｖ４の領域で本発明の制御を実施することにする。

図６は本発明で用いるマップのイメージ図である。
（ａ）は「マップＬ」のイメージ図であり、横軸は左ブレーキボタンオン時間、縦軸は左ブレーキ率ＢＫＬ％を示す。作業者が左のブレーキボタンを押した直後は、横軸目盛りは原点近傍にあるため、ＢＫＬ％はほぼゼロになる。そして、左のブレーキボタンを押し続けると、その時間に比例（一次比例）して、ＢＫＬ％が最大１００％まで増加することを示す。このマップＬを制御部に教え込むことで、制御部は左ブレーキボタンオン時間に応じた左ブレーキ率ＢＫＬ％を発生し、決定することができる。

、（ｂ）は左ブレーキのための「マップＲ」であり、マップの内容、使い方は同様であるから、説明を省略する。
なお、マップＬ、マップＲは、理解を容易にするためにグラフ化したが、一次関数の形態で制御部に記憶させることは、差し支えない。

また、マップＬとマップＲとは便宜上２枚準備したが、１枚のマップ、若しくは関数式を左右で共用して、制御部の記憶エリアや演算エリアを節約することは好ましいことである。

さらに、本発明では一次関数を採用した。二次関数若しくは高次関数を用いると、制御部の記憶エリアや演算エリアの負担が増し、高ビット、高バイトの演算部を制御部内に準備する必要がある。この点、一次関数であれば、安価な演算部で済ませることができ、制御部のコンパクト化並びにコストダウンを図ることができる。

図７は本発明に係る電動車両の制御フロー図であり、ＳＴ××はステップ番号、ｆは前進、ｒは後退、Ｌは左，Ｒは右を示す添え字である。
ＳＴ０１：アクセル開度（アクセルポテンショメータの出力電圧に相当）ＡＣＣＶを読込む。
ＳＴ０２：読込んだアクセル開度ＡＣＣＶが、中立電圧Ｖｎ以上であるか否かを調べる。図５（ｃ）に示す通り、中立電圧Ｖｎ以上であれば「前進」、否であれば「後退」とみなすことができる。ＹＥＳのときはＳＴ０３ｆ，ＮＯのときはＳＴ０３ｒに進む。

ＳＴ０３ｆ：ＳＴ０２でＹＥＳであれば、アクセル開度ＡＣＣＶが電圧Ｖ３〜Ｖ４の範囲にあるか否かを調べる。図５（ｃ）に示す通り、電圧Ｖ３〜Ｖ４の範囲が制御範囲、それ以外は非制御範囲となる。そこで、ＮＯであれば、Ｅ（エンド）へ進む。
ＳＴ０４ｆ：アクセル開度ＡＣＣＶが電圧Ｖ３〜Ｖ４の範囲にあれば、この範囲におけるＡＣＣＶの割合（アクセル率ＡＣＣ％）を演算する。演算式は、アクセル率ＡＣＣ％＝（ＡＣＣＶ−Ｖ３）／（Ｖ４−Ｖ３）となる。

ＳＴ０３ｒ：ＳＴ０２でＮＯであれば、アクセル開度ＡＣＣＶが電圧Ｖ１〜Ｖ２の範囲にあるか否かを調べる。図５（ｃ）に示す通り、電圧Ｖ１〜Ｖ２の範囲が制御範囲、それ以外は非制御範囲となる。そこで、ＮＯであれば、Ｅ（エンド）へ進む。
ＳＴ０４ｒ：アクセル開度ＡＣＣＶが電圧Ｖ１〜Ｖ２の範囲にあれば、この範囲におけるＡＣＣＶの割合（アクセル率ＡＣＣ％）を演算する。演算式は、アクセル率ＡＣＣ％＝（ＡＣＣＶ−Ｖ１）／（Ｖ２−Ｖ１）となる。

ＳＴ０５：ＳＴ０４ｆ又はＳＴ０４ｒにより、アクセル率ＡＣＣ％を決定する。
ＳＴ０６Ｌ：左のブレーキボタンオン時間を読込む。
ＳＴ０７Ｌ：図６（ａ）のマップＬを参照する。
ＳＴ０８Ｌ：左のブレーキボタンオン時間とマップＬとにより、左ブレーキ率ＢＫＬ％を決定する。

同様に、右のブレーキについても次のステップを実行する。
ＳＴ０６Ｒ：右のブレーキボタンオン時間を読込む。
ＳＴ０７Ｒ：図６（ｂ）のマップＬを参照する。
ＳＴ０８Ｒ：右のブレーキボタンオン時間とマップＲとにより、右ブレーキ率ＢＫＲ％を決定する。

図８は図７に続く制御フロー図である。
ＳＴ０９Ｌ：図５（ｃ）に示したＶｍａｘ、前記ＳＴ０５で決定したＡＣＣ％、ＳＴ０８Ｌで演算したＢＫＬ％に基づいて、次の計算を実施する。ＴＧ１Ｌ＝Ｖｍａｘ×ＡＣＣ％×（１−ＢＫＬ％）

左のブレーキ率ＢＫＬが大きいときは、左のモータに大きな電力を与えることは無駄であり、左のモータに供給する電力をセーブすることが望ましい。
左のブレーキ率ＢＫＬが大きいときは、ＢＫＬ％は１．０に寄った大きな値となり、（１−ＢＫＬ％）は０寄りの小さな値となる。この様な（１−ＢＫＬ％）を（Ｖｍａｘ×ＡＣＣ％）に乗じることにより、左のブレーキ率を考慮した修正アクセル開度を定めることができる。

上記した通りに左のモータを制御する電圧を、左のブレーキ率を加味して決定することは有益である。しかし、右のブレーキ率が大きければ、左のモータ制御電圧をもっと下げるはより望ましい。右のブレーキ率が小さければ、左のモータに与える影響は無視して差し支えない。
この様に左のモータを制御する電圧を、左のブレーキ率及び右のブレーキ率を加味して決定することはより望ましいことである。

そこで、ＳＴ０９Ｌの最終項のＢＫＬ％を、（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％）に置き換えることを検討する。ＢＫＲ％は右ブレーキ率である。
左のモータを検討するときに、右のブレーキの影響はアクセル開度ＡＣＣ％が大きいほど顕著になると考えられる。そこで、右のブレーキ率ＢＫＲ％にＡＣＣ％を乗ずることにする。また、ＢＫＬ％にＢＫＲ％を直接加えると、右のブレーキ率ＢＫＲ％の影響が強くなり過ぎるので、０．３〜０．５程度の係数ｐを乗じることにする。
これで、ＳＴ０９Ｌの最終項のＢＫＬ％を、（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％）に置き換えることは妥当であることが分かる。この（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％）を左修正ブレーキ率と呼ぶ。

ＳＴ１０Ｌ：ＴＧ１Ｌの修正値であるＴＧ２Ｌ（左モータ制御値）を次の式で計算する。ＴＧ２Ｌ＝Ｖｍａｘ×ＡＣＣ％×｛１−（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％）｝
ＳＴ１１Ｌ：左モータ制御値ＴＧ２Ｌが決定したので、このＴＧ２Ｌにより左のモータを運転する。

ＳＴ０９Ｒ，ＳＴ１０ＲはＳＴ０９Ｌ，ＳＴ１０ＬのＬをＲに、ＲをＬに置き換えるのみであるから、説明を省略する。
ＳＴ１１Ｒ：右モータ制御値ＴＧ２Ｒが決定したので、このＴＧ２Ｒにより右のモータを運転する。

以上のフローに基づいて左右のモータを制御すれば、左右のモータに不必要な電力を供給する必要が無くなり、電動車両における電気エネルギーの節約が図れる。

図９は図８に続くフロー図である。
ＳＴ１２：通常の運転中に直線制御の要求があるか否かを調べるために、先ずブレーキ差ΔＢＫ（＝｜ＢＫＬ％−ＢＫＲ％｜）を計算する。ＢＫＬ％はＳＴ０８Ｌで決定した左ブレーキ率、ＢＫＲ％はＳＴ０８Ｒで決定した右ブレーキ率である。
ＳＴ１３：左右のブレーキ率が同じかほぼ同じであるかを調べるために、左右のブレーキ率がほぼ同じであるとみなすことができるブレーキ差しきい値Ｂｓｔｄを予め決めておく。そして、ＳＴ１２で求めたブレーキ差ΔＢＫがブレーキ差しきい値Ｂｓｔｄ未満であるか否かを調べる。ＮＯなら、左右のブレーキ率に差があることになるので、フローから抜ける。

ＳＴ１４：ＳＴ１３でＹＥＳなら実質的に左右のブレーキ率が同じであるから、制御を進めるために左右の電動モータ回転数ＮＬ，ＮＲ（図４の回転センサ９８Ｌ、９８Ｒで検出）を読込む。
ＳＴ１５：左右の電動モータ回転数ＮＬ，ＮＲの平均Ｎｍｅａｎを計算する。
ＳＴ１６：ＳＴ１５で求めた平均Ｎｍｅａｎに対応する回転差しきい値Ｎｓｔｄを、図（ａ）のグラフから決定する。高回転ほど左右の回転差が顕著になる。低回転では回転差は小さい。そこで、判定に使用するしきい値（回転差しきい値Ｎｓｔｄ）を回転数に応じて決定するようにした。

ＳＴ１７：回転差ΔＮ（＝｜ＮＬ−ＮＲ｜）を計算する。
ＳＴ１８：ＳＴ１７で求めた回転差ΔＮが、回転差しきい値Ｎｓｔｄ以上であるか否かを調べる。ＮＯであれば、左右の電動モータに格別の回転差がない、すなわち放置しても不都合に旋回する心配はないから、フローから抜ける。ＳＴ１３でブレーキ差を調べたが、ブレーキ率は電動モータの回転数に完全にリンクしている訳ではない。従って、ここで改めて左右の電動モータの回転差を調べることにした分けである。

図１０は図９に続くフロー図である。
ＳＴ１９：左右のモータに回転差があることが分かったので、左右何れが高速であるかを調べる。左の電動モータが高速であれば、ＳＴ２０Ｌへ進み、右の電動モータが高速であれば、ＳＴ２０Ｒへ進む。

ＳＴ２０Ｌ：超低速に相当するモータ回転数しきい値Ｍｓｔｄを予め設定しておき、左のモータの回転数ＮＬがモータ回転数しきい値Ｍｓｔｄ以上であるか否かを調べる。

ＳＴ２１Ｌ：高速側の左の電動モータの回転数が、モータ回転数しきい値Ｍｓｔｄ以上であるため、左の電動モータを減速して、右の電動モータの回転数に合わせる。これで、直進性を維持することができる。

ＳＴ２２Ｌ：ＳＴ２０Ｌで左の電動モータの回転数ＮＬがモータ回転数しきい値Ｍｓｔｄ未満であるときには、原則として減速制御は行わない。しかし、電動モータに故障等の異常があるときには別である。故障で電動モータが急停止すれば、機体が急旋回するからである。そこで、ＳＴ２２Ｌで電動モータが正常であるか否かを調べ、正常であればこのフローから抜けて、原則通りに「減速制御」を実施しないことにする。

しかし、電動モータに異常がある場合は別である。
図１１は電動モータが正常であるか否かを調べるフロー図であり、前記ＳＴ２２Ｌの詳細フロー図である。ＳＴ２２Ｌの詳細であるため、ステップ番号はＳＴ２２−×（×は番号）とする。
ＳＴ２２−１：左ＰＷＭ指令値が起動能力以下であるか否かを調べる。ＰＷＭはモータ回転数を制御する信号であり、仮に左のモータが故障でロック状態になった場合であっても、実回転数が目標回転数から大きく下回っている場合は、過大なＰＷＭ信号を発する可能性がある。左ＰＷＭ指令値が起動能力を超えている場合は、異常であり、モータ異常と判定する。
ＳＴ２２−２：同様に右ＰＷＭ指令値が起動能力以下であるか否かを調べる。

ＳＴ２２−３：左の電動モータにおける電流値が許容値以下であるか否かを調べる。仮にモータが故障すれば、過大な電流が流れる可能性があり、許容値を超える電流が作用している場合は、モータ異常と判定する。
ＳＴ２２−４：同様に右の電動モータにおける電流値が許容値以下であるか否かを調べる。

ＳＴ２２−５：左の電動モータが回っているか否かを調べる。回転指令が出ているにも拘わらず停止したままであれば、モータ異常と判定する。
ＳＴ２２−６：同様に右の電動モータが回っているか否かを調べる。
ＳＴ２２−１〜ＳＴ２２−６の全てがＹＥＳであれば、電動モータは正常であるが、１つでも否であれば、モータ異常と見なす。

図１０に戻って、モータが正常でない、すなわちモータに異常があるときにはＳＴ２１Ｌを実行して、電動モータを速やかに減速し、機体を停止させて、故障状態を調べる。

ＳＴ２０Ｒ〜ＳＴ２２Ｒは、ＳＴ２０Ｌ〜ＳＴ２２ＬのＬをＲに替え、左を右に替えれば良く、説明は省略する。

次に、より好ましい実施例（別実施例）を説明する。
図１２（ａ）、（ｂ）は改善の要点を説明するために準備したグラフである。
（ａ）は、図６（ａ）をベースとしたグラフであり、上述の制御では原点を通りる直線Ｘを演算に用いた。

一方、制動に伴う減速現象を考えたときに、初めは穏やかに制動し、後に減速度を高めることが望ましく、二次曲線Ｙが好まれる。しかし、二次曲線Ｙの採用はコスト面などで採用が困難である。

（ｂ）はＢＫＬ％を補正するためのグラフであり、縦軸は補正ブレーキ率ＢＫＬ％＊（前述及び後述の修正ブレーキ率とは異なる。）とした。補正前の直線Ｘは、傾きが＋１のＢＫＬ％＊＝ＢＫＬ％で表すことができる。一方、曲線Ｙは直線Ｘより下へ凸な曲線となる。そこで、＋１よりも小さな正の傾きの直線Ｚを引けば、この直線Ｚは、ＢＫＬ％が小さな領域では曲線Ｙに良く近似させることができる。すなわち、直線Ｚを用いることで、制動の初期は穏やかに制動させることができる。

直線Ｚの傾きについて考察する。アクセル率ＡＣＣ％が大きければ、車速は大きくなるため制動ショックは顕著となる。この制動ショックを緩和するには曲線Ｙをより下へ凸にする必要がある。逆に、アクセル率ＡＣＣ％が小さく、車速が小さければ制動ショックは小さくなり、この制動ショックを緩和する必要性が薄れるため、曲線Ｙを直線Ｘに近づけることができる。

以上のことから、直線Ｚは、ＢＫＬ％＊＝（１−ｑ×ＡＣＣ％）ＢＫＬ％、ｑは係数、で表すことが適当であると言える。ＡＣＣ％が大きければ、傾きが１より十分に小さくなって直線Ｚが寝る。また、ＡＣＣ％が小さければ、傾きが１に近づき直線Ｚが立つからである。

このＢＫＬ％＊＝（１−ｑ×ＡＣＣ％）ＢＫＬ％を採用した制御フローを以下に説明する。
図１３は図８の変更制御フロー図である。なお、図８のステップ番号に２０を加えた（例、ＳＴ０９Ｌ→ＳＴ２９Ｌ）。
ＳＴ２９Ｌ：図５（ｃ）に示したＶｍａｘ、前記ＳＴ０５で決定したＡＣＣ％、ＳＴ０８Ｌで演算したＢＫＬ％に基づいて、次の計算を実施する。ＴＧ１Ｌ＝Ｖｍａｘ×ＡＣＣ％×（１−ＢＫＬ％）

そこで、ＳＴ２９Ｌの最終項のＢＫＬ％を、（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％−ｑ×ＢＫＬ％×ＡＣＣ％）に置き換えることを検討する。ＢＫＲ％は右ブレーキ率である。
左のモータを検討するときに、右のブレーキの影響はアクセル開度ＡＣＣ％が大きいほど顕著になると考えられる。そこで、右のブレーキ率ＢＫＲ％にＡＣＣ％を乗ずることにする。また、ＢＫＬ％にＢＫＲ％を直接加えると、右のブレーキ率ＢＫＲ％の影響が強くなり過ぎるので、０．３〜０．５程度の係数ｐを乗じることにする。

さらに、図１２（ｂ）で説明した通りに、補正ＢＫＬ％＊として直線Ｚを採用するために、−ｑ×ＢＫＬ％×ＡＣＣ％を加える。
これで、ＳＴ２９Ｌの最終項のＢＫＬ％を、（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％−ｑ×ＢＫＬ％×ＡＣＣ％）に置き換えることは妥当であることが分かる。この（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％−ｑ×ＢＫＬ％×ＡＣＣ％）を左修正ブレーキ率と呼ぶ。

ＳＴ３０Ｌ：ＴＧ１Ｌの修正値であるＴＧ２Ｌ（左モータ制御値）を次の式で計算する。ＴＧ２Ｌ＝Ｖｍａｘ×ＡＣＣ％×｛１−（ＢＫＬ％＋ｐ×ＢＫＲ％×ＡＣＣ％−ｑ×ＢＫＬ％×ＡＣＣ％）｝
ＳＴ３１Ｌ：左モータ制御値ＴＧ２Ｌが決定したので、このＴＧ２Ｌにより左のモータを運転する。
そして、図９のＳＴ１２に続く。

ＳＴ２９Ｒ，ＳＴ３０ＲはＳＴ２９Ｌ，ＳＴ１３０ＬのＬをＲに、ＲをＬに置き換えるのみであるから、説明を省略する。
ＳＴ３１Ｒ：右モータ制御値ＴＧ２Ｒが決定したので、このＴＧ２Ｒにより右のモータを運転する。
そして、図９のＳＴ１２に続く。

以上のフローに基づいて左右のモータを制御すれば、左右のモータに不必要な電力を供給する必要が無くなり、電動車両における電気エネルギーの節約が図れることに加えて、制動初期における制動ショックを大幅に緩和することができる。

尚、実施の形態では電動除雪機を例に説明したが、本発明に係る電動車両は、草刈機、耕運機、運搬車などの作業車両であってもよいく、格別に種類を限定するものではない。

本発明の走行制御方法は、電動除雪機の走行制御に好適である。

本発明に係る除雪機（作業機）の左側面図である。本発明に係る除雪機の平面図である。図１の３矢視図である。本発明に係る除雪機の制御系統図である。本発明で採用した方向速度レバーの作用図である。本発明で用いるマップのイメージ図である。本発明に係る電動車両の制御フロー図である。図７に続く制御フロー図である。図８に続くフロー図である。図９に続くフロー図である。電動モータが正常であるか否かを調べるフロー図である。改善の要点を説明するために準備したグラフである。図８の変更制御フロー図である。

符号の説明

１０…電動車両としての除雪機、２１Ｌ…左の駆動輪、２１Ｒ…右の駆動輪、３３Ｌ…左の電動モータ、３３Ｒ…右の電動モータ、３６Ｌ…左のブレーキ、３６Ｒ…右のブレーキ、５６…制御部、７５…アクセルレバーとしての方向速度レバー、８２Ｌ…左ブレーキボタン、８２Ｒ…右ブレーキボタン。

Claims

左右の駆動輪を各々駆動する左右の電動モータ及び左右の駆動輪の速度を各々調整する左右のブレーキを備え、運転者が操作した左右のブレーキのブレーキ率が同一若しくはほぼ同一であるときに、左右の電動モータの回転数を読込み、小さな回転数に大きな回転数を合せるべく、高速側の電動モータを減速制御する制御部を備えた電動車両において、
前記制御部は、前記高速側の電動モータの回転数が、予め定めたモータ回転数しきい値以上であるときに、前記減速制御を実施し、
前記高速側の電動モータの回転数が、予め定めたモータ回転数しきい値未満であるときには、前記高速側の電動モータが正常であるか否かを調べ、正常であるときには前記減速制御は実施せず、否であるときに前記減速制御を実施することを特徴とする電動車両の走行制御方法。