JP7026452B2 - 電動作業車 - Google Patents
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Description
複数のモータを有する電動モータユニットと、
インバータと、
前記インバータを制御することによって、前記バッテリからの電力を調整して前記電動モータユニットに供給するモータ制御ユニットと、
前記バッテリの充電及び放電を制御する充電制御部と、
前記バッテリの充電率を含む前記バッテリの状態を検出するバッテリ状態検出器と、
回生電力の発生を検出する回生電力検出器と、を備えた電動作業車において、
前記モータ制御ユニットは、前記充電率が、前記バッテリにダメージを与える過充電領域より低く、充放電領域より高く設定された所定の幅を有するマージン領域にあって、かつ前記回生電力が発生した場合、前記回生電力を停止中のモータに供給するとともに、ベクトル制御によってモータが回転しないような磁束を発生させる非回転電流指令を前記インバータに与え、前記電動モータユニットは、前記複数のモータとして、駆動輪を駆動する走行用電動モータと、作業装置を駆動する作業用電動モータとを含み、前記作業装置がモーアユニットであり、前記走行用電動モータが、それぞれ独立して駆動制御される、左後車輪を駆動する左車輪モータと右後車輪を駆動する右車輪モータであり、前記作業用電動モータが、前記モーアユニットのブレードを駆動するモーア用モータであり、前記左車輪モータで発生した回生電力が前記右車輪モータに供給され、前記右車輪モータで発生した回生電力が前記左車輪モータに供給され、前記バッテリ状態検出器は、前記バッテリの温度を検出する温度センサと、前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、前記バッテリの電流を検出する電流センサと、前記温度と前記電圧と前記電流を用いて前記充電率を算出する充電率算出部とを含む。例えば、そのような非回転電流指令の一例は、前記停止中のモータを流れるq軸電流をゼロとする電流指令である。
電動化された農作業機は、草地や農地を作業しながら走行している作業走行時には、走行用電動モータで発生した回生電力は作業用電動モータで消費させることができる。しかしながら、道路や作業済みの作業地などを走行する非作業走行時には、作業用電動モータは停止させておくため、走行用電動モータで発生した回生電力は作業用電動モータの回転で消費させることはできない。このため、そのような電動作業機の好適な本発明の実施形態の1つでは、前記モータ制御ユニットは、前記充電率が前記マージン領域にある時に前記走行用電動モータに回生電力が発生し、さらに前記作業用電動モータが駆動している場合には、前記インバータを介して前記回生電力を前記作業用電動モータに供給する。なお、回生電力はインバータを介して直接作業用電動モータに供給されてもよいし、一旦バッテリを迂回して作業用電動モータに供給されてもよい。ここでは、その両者の意味が含まれている。さらに、前記モータ制御ユニットは、前記充電率が前記マージン領域にある時に前記走行用電動モータに回生電力が発生し、さらに前記作業用電動モータが駆動していない場合には、前記インバータを介して前記回生電力を前記作業用電動モータに供給するとともに、前記非回転電流指令を前記インバータに与える。これにより、長い下り坂道の走行時などで起こり得るバッテリの過充電を、インバータ制御だけで回避することができる。
つまり、最も充電率が低い過放電領域、次いで、充放電領域、さらに、回生電力用マージン領域を挟んで、過充電領域となる。充電率が、過放電領域になる前に、充電しなければ、不測のモータ停止等が生じる。逆に、充電率が過充電領域に達すると、バッテリ20にダメージを与えるので、過充電領域に達する充電(過充電と称する)を回避する必要がある。充電率が過充電領域に達することを確実に避けるために、充放電領域と過充電領域との間に回生電力用マージン領域が設けられており、充電率が回生電力用マージン領域である場合、回生電力による充電が禁止される。この回生電力による充電を禁止するために、回生電力を充電以外の目的で消費する必要がある。
(1)上述した実施形態では、非回転電流指令として、モーア用モータ130a,130b,130cに供給される電流のq軸電流成分がゼロとなるような電流指令が採用されていた。しかしながら、このような被回転電流指令以外の、ベクトル制御よってモータが回転しないような磁束を発生させるような電流指令を用いてもよい。
あるいは、ブレーキペダル14の操作に基づく制動制御に基づいて、回生電力の発生を検出するようにしてもよい。また、下り坂等において生じる、左・右操縦レバー1a,1bの操作位置に対して左・右後車輪2bの回転速度が大きくなる現象から回生電力の発生を検出してもよい。
したがって、これらの機能部を統合したり、さらに分割したりすることは、本発明の枠内で自由である。
41 :左車輪給電部
42 :右車輪給電部
43 :モーア給電部
5 :制御ユニット
50 :モータ制御ユニット
51 :走行制御部
52 :モーア制御部
53 :充電制御部
54 :センサ情報処理部
6 :回生電力検出器
7 :車輪状態検出器
8 :操縦状態検出器
9 :バッテリ状態検出器
10 :モーア状態検出器
20 :バッテリ
21 :左車輪モータ
22 :右車輪モータ
90d :充電率算出部
130 :作業用電動モータ
130a :モーア用モータ
130b :モーア用モータ
130c :モーア用モータ
Claims (3)
- バッテリと、
複数のモータを有する電動モータユニットと、
インバータと、
前記インバータを制御することによって、前記バッテリからの電力を調整して前記電動モータユニットに供給するモータ制御ユニットと、
前記バッテリの充電及び放電を制御する充電制御部と、
前記バッテリの充電率を含む前記バッテリの状態を検出するバッテリ状態検出器と、
回生電力の発生を検出する回生電力検出器と、を備えた電動作業車において、
前記モータ制御ユニットは、前記充電率が、前記バッテリにダメージを与える過充電領域より低く、充放電領域より高く設定された所定の幅を有するマージン領域にあって、かつ前記回生電力が発生した場合、前記回生電力を停止中のモータに供給するとともに、ベクトル制御によってモータが回転しないような磁束を発生させる非回転電流指令を前記インバータに与え、
前記電動モータユニットは、前記複数のモータとして、駆動輪を駆動する走行用電動モータと、作業装置を駆動する作業用電動モータとを含み、
前記作業装置がモーアユニットであり、前記走行用電動モータが、それぞれ独立して駆動制御される、左後車輪を駆動する左車輪モータと右後車輪を駆動する右車輪モータであり、前記作業用電動モータが、前記モーアユニットのブレードを駆動するモーア用モータであり、
前記左車輪モータで発生した回生電力が前記右車輪モータに供給され、前記右車輪モータで発生した回生電力が前記左車輪モータに供給され、
前記バッテリ状態検出器は、前記バッテリの温度を検出する温度センサと、前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、前記バッテリの電流を検出する電流センサと、前記温度と前記電圧と前記電流を用いて前記充電率を算出する充電率算出部とを含む電動作業車。 - 前記電動モータユニットは、駆動輪を駆動する走行用電動モータと、作業装置を駆動する作業用電動モータとを含み、
前記モータ制御ユニットは、前記充電率が前記マージン領域にある時に前記作業用電動モータに回生電力が発生し、さらに前記走行用電動モータが駆動している場合には、前記回生電力を前記走行用電動モータに供給する回生電力消費指令を前記インバータに与え、かつ
前記モータ制御ユニットは、前記充電率が前記マージン領域にある時に前記作業用電動モータに回生電力が発生するとともに前記走行用電動モータが駆動していない場合には、前記インバータを介して前記回生電力を前記走行用電動モータに供給するとともに、前記非回転電流指令を前記インバータに与える請求項1に記載の電動作業車。 - 前記非回転電流指令は、停止中の前記モータを流れるq軸電流をゼロとする電流指令である請求項1又は2に記載の電動作業車。
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