JP5580783B2

JP5580783B2 - 作業車

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Publication number: JP5580783B2
Application number: JP2011133671A
Authority: JP
Inventors: 和生小池; 寛和伊東
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: JP2013001228A

Description

本発明は、直進走行状態並びに旋回走行状態を現出可能な状態で左右の走行装置を夫々独立に走行駆動する一対の電動モータと、車体の走行速度及び旋回状態を指令する手動操作式の走行状態指令手段と、前記各電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記走行状態指令手段及び前記回転速度検出手段の指令情報に基づいて前記各電動モータの作動を制御する制御手段とが備えられた作業車に関する。

上記作業車は、従来では、走行状態指令手段にて所望の走行速度及び旋回状態が指令されると、常に、その指令された走行速度及び旋回状態にて走行するように、一対の電動モータ夫々についての目標速度と、その目標速度にするのに必要な駆動トルクとが求められ、求められた目標速度となるように且つ求められた駆動トルクを出力するように各電動モータの作動が制御されるように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１６８８６９号公報

上記作業車は、走行状態指令手段にて所望の走行速度及び旋回状態が指令され、左右の走行装置に対する目標速度が各別に設定されることにより、直進での前進走行や後進走行だけでなく、前後進方向夫々の旋回走行が可能に構成されたものであり、芝刈機等に好適に用いられる構成となっている。

しかしながら、上記従来構成では、常に、指令された走行速度及び旋回状態にて走行するように、一対の電動モータ夫々についての目標速度と、その目標速度にするのに必要な駆動トルクとが求められ、求められた目標速度となるように且つ求められた駆動トルクを出力するように各電動モータの作動が制御されるように構成されていたから、次のような不利があった。

例えば、作業車が傾斜地を登るような場合には、平坦地を走行する場合に比べて、速度が低速である割には大きな駆動トルクが必要となるが、このような傾斜地を登りながら走行しているときに、運転者が車体を旋回させるために、左右いずれかの電動モータに対する目標速度を増速させるように走行状態指令手段にて指令されたような場合に、所望の旋回走行が行えないおそれがある。

図８に示す電動モータの速度トルク特性を参照しながら説明する。
電動モータは、回転速度が低速であれば出力可能な駆動トルクが大きくなるが、回転速度が高速になると、出力可能な駆動トルクが小さめの値に制限されるという特性を備えている。図８では、ラインＬ１よりも下側に示す領域が、電動モータが連続運転可能な定格領域Ｗ１を示しており、その定格領域Ｗ１を越える領域に、所定時間が経過する間だけ運転することが可能な短時間運転可能領域Ｗ２（図８で斜線で示す）を備えており、しかも、ラインＬ２よりも上側の領域に、短時間であっても電動モータが出力することができない出力不可能領域Ｗ３を備える例を示している。

走行状態指令手段の指令情報に基づいて、前記短時間運転可能領域Ｗ２内の制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが指令された場合には、所定時間が経過する間だけ運転することが可能であるから、走行状態指令手段の指令情報に対応する制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクにて電動モータが駆動される。

平坦地を走行する場合のように図８中の負荷特性ラインＱ１で示すような低負荷での作業であれば、制御指令用速度がどのような速度であっても、必要な制御指令用駆動トルクを出力することができるが、傾斜地を走行する場合のように、負荷特性ラインＱ２，Ｑ３で示すような高負荷での作業であれば、制御指令用速度が異なると、出力可能な制御指令用駆動トルクは互いに異なった値になる。

例えば、一方の電動モータについて指令される制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが図８の点（Ａ）であり、他方の電動モータについて指令される制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが図８の点（Ｂ）であったとする。この状態は左右の走行速度が異なる旋回走行状態に対応する。そして、それらの指令情報（点Ａ及び点Ｂ）が指令されてから所定時間が経過するまでの間は、その指令された制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクにて一対の電動モータが駆動されるので、所望の走行速度で所望の旋回状態が得られるが、上記指令情報（点Ａ及びＢ）が指令されてから所定時間が経過すると、指令される制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクとして、過負荷状態を保護するために強制的に定格領域内の点Ｃに変更調節されることになる。そうすると、左右の電動モータの速度が同じ値になってしまい、操作者が意図した旋回走行が行えないものとなるおそれがある。

又、短時間運転可能領域Ｗ２を指令するものに限らず、例えば、左右いずれかの電動モータについて、出力不可能領域Ｗ３の点Ｅが指令されたような場合には、制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが短時間運転可能領域Ｗ２の上限値に制限されることになり、操作者が意図した旋回走行が行えない不利がある。ちなみに、前記短時間運転可能領域Ｗ２を備えるものであれば、この場合においても、所定時間が経過すると、強制的に定格領域Ｗ１に戻るように変更調節されることになる。

要するに、従来構成では、走行状態指令手段の指令情報に基づいて、定格領域を越えるような出力制限領域（上述した短時間運転可能領域や出力不可能領域）にて制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが指令された場合には、操作者が意図した旋回走行が行えないものとなるおそれがあった。

本発明の目的は、走行状態指令手段の指令情報に基づいて、定格領域を越えるような出力制限領域にて制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが指令された場合であっても、操作者が意図した旋回走行を行うことが可能となる作業車を提供する点にある。

本発明に係る作業車は、直進走行状態並びに旋回走行状態を現出可能な状態で左右の走行装置を夫々独立に走行駆動する一対の電動モータと、車体の走行速度及び旋回状態を指令する手動操作式の走行状態指令手段と、前記各電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記走行状態指令手段及び前記回転速度検出手段の指令情報に基づいて前記各電動モータの作動を制御する制御手段とが備えられたものであって、その第１特徴構成は、前記制御手段が、
前記走行状態指令手段の指令情報に基づいて前記各電動モータの夫々について目標速度を求める目標速度算出処理、
前記目標速度算出処理にて各電動モータについて求めた目標速度と、前記回転速度検出手段にて検出される前記各電動モータの回転速度とに基づいて、前記各電動モータに指令するための制御指令用速度、及び、前記制御指令用速度にするのに必要となる制御指令用駆動トルクを求める速度トルク算出処理、
前記速度トルク算出処理にて求めた制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが、前記電動モータを連続運転することが可能な定格領域を越える領域である出力制限領域にあるときは、前記一対の電動モータ夫々の前記制御指令用速度の速度差が前記走行状態指令手段にて指令されている車体の旋回状態に対応する速度差を維持し、且つ、前記制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが前記定格領域に戻るように、前記制御指令用速度及び前記制御指令用駆動トルクを補正する補正処理、
前記補正処理にて補正した後の前記制御指令用速度で且つ補正した後の前記制御指令用駆動トルクを出力するように前記各電動モータの作動を制御するモータ駆動処理を夫々実行するように構成されている点にある。

第１特徴構成によれば、制御手段は、走行状態指令手段の指令情報に基づいて各電動モータの夫々について目標速度を求め、その求めた目標速度と電動モータの回転速度とに基づいて、各電動モータに指令するための制御指令用速度、及び、制御指令用速度にするのに必要となる制御指令用駆動トルクを求める。

そして、その求めた制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが出力制限領域にあるときは、一対の電動モータ夫々の制御指令用速度の速度差が走行状態指令手段にて指令されている車体の旋回状態に対応する速度差を維持し、且つ、制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが定格領域に戻るように、制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを補正して、補正した後の制御指令用速度で且つ補正した後の制御指令用駆動トルクを出力するように各電動モータの作動を制御することになる。

その結果、定格領域を越える出力制限領域にて速度及びトルクが指令された場合であっても、一対の電動モータが走行状態指令手段にて指令されている車体の旋回状態に対応する速度差を維持することができるので、操作者が意図した所望の旋回走行を行うことが可能となり、しかも、制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが定格領域に戻るので、所望の旋回走行を行う状態をそのまま維持することができる。

従って、走行状態指令手段の指令情報に基づいて、定格領域を越える出力制限領域にて制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが指令された場合であっても、操作者が意図した旋回走行が行うことが可能となる作業車を提供できるに至った。

本発明の第２特徴構成は、前記電動モータが、前記出力制限領域として、所定時間が経過する間だけ運転することが可能な短時間運転可能領域を備えており、前記速度トルク算出処理にて求めた制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが短時間運転可能領域にあると、所定時間が経過する間だけ運転することが可能に構成されている点にある。

第２特徴構成によれば、操作者が走行状態指令手段を操作して短時間運転可能領域内の制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが指令された場合には、指令された直後は、その指令した通りの走行状態並びに旋回状態が得られるものの、所定時間が経過すると、その制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクで運転することができないのであるが、このような短時間運転可能領域を備える電動モータを使用する場合であっても、補正処理によって制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを補正することにより、操作者が意図した旋回走行を行うことが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、前記制御手段が、前記走行状態指令手段にて、車体を左右いずれかの方向に旋回させる旋回状態を指令しながら前記走行速度を増速させる形態で、車体の走行速度及び旋回状態が指令されているときは、前記速度トルク算出処理として、前記一対の電動モータのうちの旋回外側の走行装置に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位変化量を、旋回内側の走行装置に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位変化量よりも大にする状態で、前記各電動モータの夫々についての制御指令用駆動トルクを算出するように構成されている点にある。

第３特徴構成によれば、制御手段は、一対の電動モータのうちの旋回外側の走行装置に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位変化量を、旋回内側の走行装置に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位変化量よりも大にする状態で、各電動モータの夫々についての制御指令用駆動トルクを算出するようにしたから、例えば、直進停止状態から徐々に走行速度を上昇させながら旋回走行することを指令したような場合に、旋回外側の走行装置は旋回内側の走行装置に比べて駆動トルクが確実に大きくなる状態で旋回走行が行われる。

従って、例えば車体が傾斜地を走行しており、右方向あるいは左方向のいずれかの方向に向けて重力の分力が作用して旋回が行い難い場合等であっても、旋回外側の走行装置に駆動トルクを大きくさせるようにして、電動モータによる旋回力を確実に発揮させて、所望の旋回走行を行わせることが可能となる。

本発明の第４特徴構成は、前記走行状態指令手段が、夫々独立で手動操作自在で且つ各別に左右の走行装置に対する変速操作を行う左右一対の変速操作具と、前記各変速操作具の操作位置を検出する一対の変速操作位置検出手段とを備えて構成されている点にある。

第４特徴構成によれば、操作者の左右の手により左右一対の変速操作具を夫々独立で手動操作することにより、左右の走行車輪に対する変速操作が行われるので、前進走行や後進走行だけでなく、左右の走行車輪を互いに逆方向に駆動してスピンターンを行う等の小回り旋回走行を含む前後進方向夫々の旋回走行を行うことができる。

従って、操作者の左右の手の動きにより操作性がよく、しかも、小回り旋回が行い易く使い勝手のよい状態で、車体の走行速度及び旋回状態を指令することができる。

芝刈機の全体側面図である。芝刈機の全体平面図である。制御ブロック図である。走行駆動制御のフローチャートである。操作位置と操作位置対応速度との変化特性を示す図である。速度トルクの変化特性を示す図である。速度トルクの変化特性を示す図である。速度トルクの変化特性を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る作業車の一例としての芝刈機について説明する。
図１及び図２に示すように、芝刈機は、キャスタ輪に構成された左右一対の前輪１，１及び回転駆動される走行装置としての左右一対の後輪２，２を備えた走行機体３と、走行機体３の走行に伴って芝を刈り取るモーア４とを備えて構成されている。モーア４は、走行機体３における前後輪間の下腹部に四連リンク構造のリンク機構５を介して吊り下げ支持された構造となっており、接地輪６にて接地追従して水平姿勢を維持しながら昇降することができるよう構成されている。

前記モーア４は、上部面７Ａとその上部面の周部から下方に延びる状態で形成された縦壁部７Ｂとを備えた下向き開放状の刈刃ハウジング７が備えられ、その刈刃ハウジング７の内部に、縦軸心周りに回転駆動される３枚の回転刈刃８ａ，８ｂ，８ｃが、中央が少し前方に偏位するよう平面視で三角配置されて軸支された構造となっており、各回転刈刃８ａ，８ｂ，８ｃの上部側には、夫々の回転刈刃８ａ，８ｂ，８ｃを回転駆動する刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃが夫々設けられている。各回転刈刃８ａ，８ｂ，８ｃは夫々独立に各刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃにより回転駆動される構成となっている。

図１及び図２に示すように、走行機体３の前後中央部に運転座席１０が設けられ、この運転座席１０の下方には、左右一対の後輪２，２を夫々独立で駆動するための左右一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌが左右に並ぶ状態で設けられている。又、夫々独立で手動操作自在でかつ左右の後輪２，２に対する変速操作を行う左右一対の変速操作具としての走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌが、運転座席１０の左右両脇に前後揺動可能に配備されている。左右一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌが走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌによって各別に変速操作されることで、左右の後輪２，２が独立的に前後進夫々に変速されるよう構成されている。

左右一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌにより駆動される左右の後輪２，２の近傍には、左右の後輪２を夫々制動するブレーキＢが装備されており、このブレーキＢは、運転部ステップに設けられたブレーキ操作具２６を操作することにより左右後輪２を制動するように、ブレーキＢとブレーキ操作具２６とが機械的に連動連係される構成となっている。

左右の後輪２，２を共に同じ速度で前進方向に駆動して直進前進を行うことができ、左右の後輪２，２を共に同じ速度で後進方向に駆動して直進後進を行うことができる。又、左右の後輪２，２の速度を互いに異ならせることで、走行機体３を任意の方向に旋回移動させることができ、例えば、左右の後輪２，２のいずれか一方を零速に近い低速にさせ、他方の後輪２を高速で前進側あるいは後進側に操作することで小回り旋回させることができる。さらに、左右の後輪２，２を互いに逆方向に駆動することで、走行機体３を左右の後輪２，２のほぼ中央部を旋回中心としてスピンターンさせることもできる。

左右一対の前輪１，１は、キャスタ輪に構成されて縦軸芯周りで向きを自由に変更することができるから、左右の後輪２，２の駆動による走行方向に応じて向きが修正されることになる。

図１に示すように、走行機体３の後部には、各刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃ及び走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌに駆動用電力を供給するためのバッテリー１３が備えられている。図３に示すように、このバッテリー１３から左右の各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌに対する電力供給路１４，１５には、夫々、電圧、電流、あるいは、周波数を変更調整して走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの駆動状態を制御するモータコントローラ１６，１７が備えられ、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌとそれに対応するモータコントローラ１６，１７との間には、夫々、電力供給路１４，１５を遮断するための電磁開閉器１８，１９が設けられている。

ちなみに、左右の各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌとしては、三相交流式誘導電動モータやブラシレスＤＣモータ等の種々のものを用いることができ、モータコントローラ１６，１７は、図示はしないが、インバータ装置等を備えて構成されている。

又、バッテリー１３から各刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃに対する電力供給路２０には、各刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃの駆動状態を制御するモータコントローラ２１が備えられている。

図３に示すように、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの夫々に対する目標速度を設定して、各モータコントローラ１６，１７に制御信号を指令して各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの作動を制御する制御手段としての制御装置２３が備えられている。この制御装置２３に対する電力は、バッテリー１３の電圧（約４８Ｖ）をＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して低電圧（約１２Ｖ）に変換して供給される。

戻り付勢されたブレーキ操作具２６が踏み込み操作されるとオンし、踏み込み操作されなくなるとオフするブレーキスイッチ２７がブレーキ操作具２６の近傍に備えられ、又、モーア４の駆動開始が指令されるとオンし、停止が指令されるとオフするモーア入切スイッチ２８が運転座席１０の横側に位置する状態で備えられており、それらの検出情報も制御装置２３に入力されている。

制御装置２３は、ブレーキスイッチ２７がオンすると、左右の電磁開閉器１８，１９を遮断状態に切り換えて走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの駆動を停止させ、ブレーキスイッチ２７がオフすると、左右の電磁開閉器１８，１９を導通状態に切り換えて走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの駆動を再開させる。又、モーア入切スイッチ２８がオンすると、回転刈刃８ａ，８ｂ，８ｃを回転させてモーア４による芝刈り作業を行い、モーア入切スイッチ２８がオフすると、回転刈刃８ａ，８ｂ，８ｃの回転を停止させてモーア４による芝刈り作業を停止するように、各刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃを制御するように構成されている。

図３に示すように、各走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置を検出する一対のポテンショメータからなる変速操作位置検出手段としての操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌが設けられ、この一対の操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌの検出情報が制御装置２３に入力される構成となっている。
従って、一対の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌと、操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌとにより、車体の走行速度及び旋回状態を指令する手動操作式の走行状態指令手段ＳＳを構成する。

又、左右の各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌにて駆動される左右の後輪２，２の回転速度を検出する一対のロータリーエンコーダからなる回転速度検出手段としての回転センサ２５Ｒ，２５Ｌが設けられ、この回転センサ２５Ｒ，２５Ｌの検出情報も制御装置２３に入力される構成となっている。

そして、制御装置２３は、操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌにて検出される走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置の検出情報に基づいて、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの夫々に対する目標速度を設定して、回転センサ２５Ｒ，２５Ｌにて検出される左右の後輪２，２の速度が目標速度になるように、各モータコントローラ１６，１７に制御信号を指令して各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの作動を制御するように構成されている。

すなわち、左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌを共に前方に同量だけ揺動操作することで、左右の後輪２，２を共に同じ速度で前進方向に駆動して直進前進を行うことができ、左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌを共に後方に同量だけ揺動操作することで、左右の後輪２，２を共に同じ速度で後進方向に駆動して直進後進を行うことができる。

又、左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置を異ならせて左右の後輪２，２の速度を互いに異ならせることで、走行機体３を任意の方向に旋回移動させることができ、左右の後輪２，２のいずれか一方を零速に近い低速にさせ、他方の後輪２を高速で前進側あるいは後進側に操作することで小回り旋回させることができる。

左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌを中立位置から互いに逆方向に操作して、左右の後輪２，２を互いに逆向きの回転方向に駆動することで、走行機体３を左右の後輪２，２のほぼ中央部を旋回中心としてスピンターンさせることもできる。左右一対の前輪１，１は、キャスタ輪に構成されて縦軸芯周りで向きを自由に変更することができるから、左右の後輪２，２の駆動による走行方向の変更に追従しながら向きが変更することになる。

次に、制御装置２３による走行駆動制御について、図４に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。この走行駆動制御では、図４に示すような制御動作を単位時間毎に繰り返し実行するように構成されている。

制御装置２３は、先ず、左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌによる指令情報に基づいて各電動モータの夫々について目標速度を求める目標速度算出処理を実行する（ステップ１）。この目標速度算出処理は、左右の操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌの検出値から走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置を読み込み、各操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌの検出値に基づいて操作位置に対応する操作位置対応速度を夫々求めて、その操作位置対応速度により各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの夫々に対する目標速度を算出する。

この目標速度算出処理において、操作位置対応速度を求めるにあたり、制御装置２３は、操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌにて検出された操作位置と、その操作位置が増速側に操作されるほど操作位置対応速度が大となる状態で予め定められた操作位置と操作位置対応速度との変化特性とに基づいて、各操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌにて検出された操作位置に対応する操作位置対応速度を夫々求める。

操作位置と操作位置対応速度との変化特性というのは、例えば、図５に示すような変化特性である。この変化特性について説明すると、図５の横軸は操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌにて検出された操作位置を示し、縦軸は操作位置対応速度を示す。操作位置は最小位置（０）から最大位置（１００）まで変化するが、操作位置対応速度は、正転方向の領域（前進走行域Ｆ）と逆転方向の領域（後進走行域Ｒ）とに振り分けられ、最小位置（０）から最大位置（１００）までの間のうちの中立位置（４０）から最大位置（１００）までの間の領域（例えば、全操作範囲の６０％の割合の領域）が正転方向の領域（前進走行域Ｆ）であり、最小位置（０）から中立位置（４０）までの間の領域（例えば、全操作範囲の４０％の割合の領域）が逆転方向の領域（後進走行域Ｒ）として設定されている。

中立位置Ｎ付近には、走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置が少し変化しても操作位置対応速度が零速を維持する不感帯領域Ｃ（例えば、全操作範囲の約５％程度）が設定されている。又、正転方向の領域（前進走行域Ｆ）と逆転方向の領域（後進走行域Ｒ）の夫々において、走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置が増速側に変更するときに適用される増速用変化特性Ｌ３と、走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置が減速側に変更するときに適用される減速用変化特性Ｌ４とが夫々設定されている。

図５に示すように、増速用変化特性Ｌ３は、正転方向の領域（前進走行域Ｆ）と逆転方向の領域（後進走行域Ｒ）の夫々においては、直線状に変化するものであり、言い換えると、走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌの操作位置の変化に対する操作位置対応速度の変化率が一定となる変化特性である。又、減速用変化特性Ｌ４についても増速用変化特性Ｌ３と同様に、直線状に変化する。

走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌが中立位置Ｎから増速側に操作されると、操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌの検出値から求めた操作位置と図５の増速用変化特性Ｌ３とに基づいて操作位置に対応する操作位置対応速度を求める。一方、走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌが増速側から中立位置Ｎに向けて減速側に操作されると、操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌの検出値から求めた操作位置と図５の減速用変化特性Ｌ４とに基づいて操作位置対応速度を求める。

走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌが増速側に操作されている状態から減速側に操作される状態に切り換えられるときは、増速用変化特性Ｌ３や減速用変化特性Ｌ４に沿って変化するのではなく、図５における一部拡大図にも示すように、切り換え用変化特性Ｌ５に沿って変化することになる。この切り換え用変化特性Ｌ５は、操作位置の単位量変化に対する操作位置対応速度の出力値の変化量が増速用変化特性Ｌ３や減速用変化特性Ｌ４よりも小さく（例えば、１／５程度の割合）なるように設定している。

走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌが減速側に操作されている状態から増速側に操作される状態に切り換えられるときにも、同様に、操作位置の単位量変化に対する操作位置対応速度の変化量が増速用変化特性Ｌ３や減速用変化特性Ｌ４よりも小さく（例えば、１／５程度の割合）なるように設定された切り換え用変化特性Ｌ６に沿って変化するようになっている。尚、図５における一部拡大図は、操作位置が最大位置（１００）に近い領域を拡大表示するものを例示しているが、切り換え用変化特性Ｌ５や切り換え用変化特性Ｌ６は、操作位置が最小位置（０）から最大位置（１００）まで変化する全操作範囲にわたって適用されるものである。

このように構成することで、作業走行中に車体が振動すること等に起因して走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌが運転者の意思に反して前後に揺動するようなことがあっても、目標速度がその揺動操作に追従して変化するという不必要な変速操作を抑制して走行安定性を確保し易いものとなる。

前記目標速度算出処理を実行したのち、制御装置２３は、前記目標速度算出処理にて各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌについて求めた目標速度と、左右の回転センサ２５Ｒ，２５Ｌにて検出される各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの回転速度とに基づいて、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌに指令するための制御指令用速度、及び、制御指令用速度にするのに必要となる制御指令用駆動トルクを求める速度トルク算出処理を実行する（ステップ２）。

先ず、制御指令用速度の求め方について説明する。
各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌについての制御指令用速度Ｖ１は、式１及び式２によって求めるようになっている。

V1＝V2＋ΔV （式１）
ΔV＝K1＋K2・V0a＋K3・（V0a−V2）＋K4・（V0a−V0b）（式２）
（Ｖ２：現在の電動モータの回転速度
Ｖ０ａ：一方の電動モータについての目標速度
Ｖ０ｂ：一方の電動モータについての目標速度
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３、Ｋ４：係数）
（但し、Ｖ１＞Ｖ０ａ＞０のとき、又は、０＜Ｖ０ａ＜Ｖ１のときは、ΔＶ＝０）

つまり、制御指令用速度Ｖ１は、現在の回転速度Ｖ２に対して、設定単位量ΔＶだけ変化させた値として算出するようになっており、この設定単位量ΔＶは、目標速度Ｖｏａが大きいほど大であり、目標速度Ｖｏａと現在の回転速度Ｖ２との偏差が大きいほど大であり、さらに、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌ夫々についての目標速度Ｖ０ａ，Ｖ０ｂの差が大きいほど大となるように求められる。

各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌ夫々についての目標速度Ｖ０ａ，Ｖ０ｂの差が大きいほど、設定単位量ΔＶが大となるように求めるようにしたから、旋回走行しているときに、対象となる走行用電動モータ（１１Ｒ又は１１Ｌ）が旋回外側の後輪２に対応する電動モータであれば、式２における最後の項（K4・（V0a−V0b））は、正の値となり加算されることになる。又、対象となる走行用電動モータ（１１Ｒ又は１１Ｌ）が旋回内側の走行装置に対応する電動モータであれば、式２における最後の項（K4・（V0a−V0b））は、負の値となり減算されることになる。

次に、制御指令用駆動トルクの求め方について説明する。
各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌについての制御指令用駆動トルクＴ１は、式３及び式４によって求めるようになっている。

T1＝T2＋ΔT （式３）
ΔT＝K5＋K6・V0a＋K7・（V0a−V2）＋K8・（V0a−V0b）（式４）
（Ｔ２：現在の出力トルク
Ｖ２：現在の電動モータの回転速度
Ｖ０ａ：一方の電動モータについての目標速度
Ｖ０ｂ：一方の電動モータについての目標速度
Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７、Ｋ８：係数）

但し、駆動トルクが正転トルクであるときは、Ｖ２＞Ｖ１＞０のときは減少させ（ΔＴ＜０）、Ｖ１＞Ｖ２＞０のときは増加（ΔＴ＞０）させる。又、駆動トルクが逆転トルク（回生制動状態）であるときは、Ｖ２＜Ｖ１＜０のときは減少させ（ΔＴ＜０）、Ｖ１＜Ｖ２＜０のときは増加（ΔＴ＞０）させる。

つまり、制御指令用駆動トルクＴ１は、現在の出力トルクＴ２に対して、設定単位量ΔＴだけ変化させた値として算出するようになっており、この設定単位量ΔＴは、目標速度Ｖｏａが大きいほど大であり、目標速度Ｖｏａと現在の回転速度Ｖ２との偏差が大きいほど大であり、さらに、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌ夫々についての目標速度Ｖ０ａ，Ｖ０ｂの差が大きいほど大となるように求められる。

各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌ夫々についての目標速度Ｖ０ａ，Ｖ０ｂの差が大きいほど、設定単位量ΔＴが大となるように求めるようにしたから、旋回走行しているときに、対象となる走行用電動モータ（１１Ｒ又は１１Ｌ）が旋回外側の後輪２に対応する電動モータであれば、式４における最後の項（K4・（V0a−V0b））は、正の値となり加算されることになる。又、対象となる走行用電動モータ（１１Ｒ又は１１Ｌ）が旋回内側の後輪２に対応する電動モータであれば、式４における最後の項（K4・（V0a−V0b））は、負の値となり減算されることになる。

従って、制御装置２３は、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌのうちの旋回外側の後輪２に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位増加量を、旋回内側の後輪２に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位増加量よりも大にする状態で、各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの夫々についての制御指令用駆動トルクを算出するように構成されている。

制御装置２３は、速度トルク算出処理を実行したのち、その速度トルク算出処理にて求めた制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが、電動モータを連続運転することが可能な定格領域Ｗ１を越える領域である出力制限領域（短時間運転可能領域Ｗ２や出力不可能領域Ｗ３）にあるときは、一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌ夫々の制御指令用速度の速度差が左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌにて指令されている車体の旋回状態に対応する速度差を維持し、且つ、制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが定格領域Ｗ１に戻るように、制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを補正する補正処理を実行する（ステップ３）。

具体例で説明すると、図６に走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの速度トルク特性を示している。走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌは、回転速度が低速であれば出力可能な駆動トルクが大きくなるが、回転速度が高速になると、出力可能な駆動トルクが小さめの値に制限されるという特性を備えている。又、連続運転可能な定格領域Ｗ１を越える領域に、所定時間が経過する間だけ運転することが可能な短時間運転可能領域Ｗ２を備える構成となっている。

図６に示す例では、ラインＬ１よりも下側に位置する領域が定格領域Ｗ１であり、ラインＬ１よりも上側で且つラインＬ２よりも下側に位置して斜線で示す領域が短時間運転可能領域Ｗ２である。又、ラインＬ２よりも上側の領域は、出力不可能領域Ｗ３である。

そして、現在の左右一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが共に図６の点Ａであり、車体が速度Ｖ_Lで直進している状態から、左旋回するために、右側の走行用電動モータ１１Ｒについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクとして点Ｂが指令されたとする（速度Ｖ_R）。そうすると、点Ｂが指令された直後は、その指令された制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクをそのまま出力するが、所定時間が経過すると、右側の走行用電動モータ１１Ｒについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを定格領域Ｗ１の最大値に相当する点Ｃ（速度Ｖ_R’）に補正する。そして、左側の走行用電動モータ１１Ｌについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを、点Ｃに対して、左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌによる指令情報に基づいて求められた左右両側の目標速度の速度差を有する状態で、定格領域Ｗ１内の新たな点Ｆ（速度Ｖ_L’）に補正する。

このように制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを補正することで、走行速度は指令された速度よりも低下するものの、左右後輪２，２の速度差は左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌによる指令情報に対応した速度差を確保することができる。

図７に示す例では、現在の左右一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが共に図７の点Ｄであり、右側の走行用電動モータ１１Ｒについて制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが、短時間運転可能領域Ｗ２を越える出力不可能領域Ｗ３の点Ｅが指令されたような場合を示している。
この場合には、右側の走行用電動モータ１１Ｒについては、指令された点Ｅにて駆動することはできないので、すぐに、右側の走行用電動モータ１１Ｒについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを定格領域Ｗ１の最大値に相当する点Ｃ（速度Ｖ_R’）に補正し、左側の走行用電動モータ１１Ｌについての制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクを、点Ｃに対して，左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌによる指令情報に基づいて求められた左右両側の目標速度の速度差を有する状態で，定格領域Ｗ１内の新たな点Ｆ（速度Ｖ_L’）に補正する。この場合にも、左右後輪２，２の速度差は左右の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌによる指令情報に対応した速度差を確保することができる。

制御装置２３は、補正処理を実行したのち、回転センサ２５Ｒ，２５Ｌにて検出される左右一対の走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの回転速度が、補正処理にて補正した後の制御指令用速度になるように、且つ、補正した後の制御指令用駆動トルクを出力するように、各モータコントローラ１６，１７に制御信号を指令して各走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの作動を制御するモータ駆動処理を実行する（ステップ４）。

上述したような走行駆動制御を実行中に、ブレーキ操作具２６が踏み操作されたことがブレーキスイッチ２７にて検知されると、制御装置２３は、それに伴って電磁開閉器１８，１９を遮断させるように構成され、走行用電動モータ１１Ｒ，１１Ｌに無理な力が掛かることがないようにしている。

又、詳述はしないが、制御装置２３は、制御を実行中に、例えば、モーア４にて芝が詰まり刈刃用電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃに供給する電流が異常値になる等、動作異常が検出されると、車体を自動的に走行停止させるようにしたり、図示しない警報ブザー等の警報手段によって警報を発してブレーキ操作を促すようになっている。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、制御手段が、速度トルク算出処理として、一対の電動モータのうちの旋回外側の走行装置に対応する側の電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの制御指令用駆動トルクの単位変化量を、旋回内側の走行装置に対応する側の電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの制御指令用駆動トルクの単位変化量よりも大にする状態で、各電動モータ１１Ｒ，１１Ｌの夫々についての制御指令用駆動トルクを算出するように構成されているものを示したが、このような処理を行わないようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、電動モータ１１Ｒ，１１Ｌが、出力制限領域として、所定時間が経過する間だけ運転することが可能な短時間運転可能領域Ｗ２を備えるものを示したが、このような短時間運転可能領域Ｗ２を備えない構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、走行状態指令手段が、左右一対の走行変速レバー１２Ｒ，１２Ｌと、それらの操作位置を検出する一対の操作位置検出器２２Ｒ，２２Ｌとを備えて構成されるものを示したが、この構成に代えて、車速を変更自在な変速操作具、旋回状態を指令する旋回操作具、及び、それらの操作位置を検出する車速検出器、旋回角検出器を備えて構成されるものでもよい。又、旋回操作具としてはレバー式操作具に限らず丸型のハンドルでもよい。

（４）上記実施形態では、作業車として芝刈機を例示したが、直進走行状態並びに旋回走行状態を現出可能な状態で左右の走行装置を夫々独立に走行駆動する一対の電動モータを備える作業車であればよく、芝刈機に限定されるものではない。

本発明は、直進走行状態並びに旋回走行状態を現出可能な状態で左右の走行装置を夫々独立に走行駆動する一対の電動モータを備えた作業車に適用できる。

２，２走行装置
１１Ｒ，１１Ｌ電動モータ
１２Ｒ，１２Ｌ変速操作具
２２Ｒ，２２Ｌ変速操作位置検出手段
２３制御手段
２５Ｒ，２５Ｌ回転速度検出手段
ＳＳ走行状態指令手段
Ｗ１定格領域
Ｗ２短時間運転可能領域

Claims

直進走行状態並びに旋回走行状態を現出可能な状態で左右の走行装置を夫々独立に走行駆動する一対の電動モータと、車体の走行速度及び旋回状態を指令する手動操作式の走行状態指令手段と、前記各電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記走行状態指令手段及び前記回転速度検出手段の指令情報に基づいて前記各電動モータの作動を制御する制御手段とが備えられた作業車であって、
前記制御手段が、
前記走行状態指令手段の指令情報に基づいて前記各電動モータの夫々について各電動モータの目標速度を求める目標速度算出処理、
前記目標速度算出処理にて各電動モータについて求めた目標速度と、前記回転速度検出手段にて検出される前記各電動モータの回転速度とに基づいて、前記各電動モータに指令するための制御指令用速度、及び、前記制御指令用速度にするのに必要となる制御指令用駆動トルクを求める速度トルク算出処理、
前記速度トルク算出処理にて求めた制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが、前記電動モータを連続運転することが可能な定格領域を越える領域である出力制限領域にあるときは、前記一対の電動モータ夫々の前記制御指令用速度の速度差が前記走行状態指令手段にて指令されている車体の旋回状態に対応する速度差を維持し、且つ、前記制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが前記定格領域に戻るように、前記制御指令用速度及び前記制御指令用駆動トルクを補正する補正処理、
前記補正処理にて補正した後の前記制御指令用速度で且つ補正した後の前記制御指令用駆動トルクを出力するように前記各電動モータの作動を制御するモータ駆動処理を夫々実行するように構成されている作業車。
前記電動モータが、前記出力制限領域として、所定時間が経過する間だけ運転することが可能な短時間運転可能領域を備えており、前記速度トルク算出処理にて求めた制御指令用速度及び制御指令用駆動トルクが前記短時間運転可能領域にあると、前記所定時間が経過する間だけ運転することが可能に構成されている請求項１記載の作業車。
前記制御手段が、
前記走行状態指令手段にて、車体を左右いずれかの方向に旋回させる旋回状態を指令しながら前記走行速度を増速させる形態で、車体の走行速度及び旋回状態が指令されているときは、前記速度トルク算出処理として、
前記一対の電動モータのうちの旋回外側の走行装置に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位変化量を、旋回内側の走行装置に対応する側の電動モータの制御指令用駆動トルクの単位変化量よりも大にする状態で、前記各電動モータの夫々についての制御指令用駆動トルクを算出するように構成されている請求項１又は２記載の作業車。
前記走行状態指令手段が、夫々独立で手動操作自在で且つ各別に左右の走行装置に対する変速操作を行う左右一対の変速操作具と、前記各変速操作具の操作位置を検出する一対の変速操作位置検出手段とを備えて構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車。