JP7281917B2 - 電動作業機 - Google Patents

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Description

本開示は、複数種類の先端工具が択一的に装着される電動作業機に関する。
特許文献1には、モータの減速時または加速時における回転数変化率によって慣性モーメントを判断し、慣性モーメントに応じてモータの制動力を設定する電動作業機が記載されている。これにより、特許文献1に記載の電動作業機は、慣性モーメントが大きい先端工具を装着している場合において、制動時に使用者に対して大きな反動が加わることを抑制することができる。
特許第6137467号公報
特許文献1に記載の技術では、装着されている先端工具の種類を正確に判別することができない場合がある。
本開示は、装着されている先端工具の種類の判別精度を向上させることを目的とする。
本開示の一態様は、電動作業機であって、装着部と、モータと、制御部とを備える。装着部は、複数種類の先端工具が択一的に装着される。モータは、装着部に装着された先端工具を駆動させる。制御部は、第1起動制御と、第2起動制御とを有し、先端工具の種類に関する工具種類情報を有していない場合は第1起動制御を実行することにより先端工具の種類を判別し、工具種類情報を有している場合は、第2起動制御を実行するように構成される。第1起動制御は、第1パラメータでモータを起動制御させる。第2起動制御は、第1パラメータとは異なる第2パラメータでモータを起動制御させる。
このように構成された本開示の電動作業機は、第1パラメータでモータを起動制御させる第1起動制御を実行することにより先端工具の種類を判別するため、装着されている先端工具の種類の判別精度を向上させることができる。そして、本開示の電動作業機は、工具種類情報を有している場合は、第2起動制御を実行する。このため、本開示の電動作業機は、先端工具の種類を判別する機能を備えることに起因して電動作業機による作業性が損なわれるのを抑制することができる。また、本開示の電動作業機は、先端工具の種類を判別した後には、第1起動制御を実行しないため、起動のもたつき等の使用感悪化を抑制することができる。
本開示の別の態様は、電動作業機であって、装着部と、モータと、制御部とを備える。制御部は、第1起動制御と、第2起動制御とを有し、電源が供給されてからの初回の起動時は第1起動制御を実行することにより先端工具の種類を判別し、電源が供給されてから第1起動制御を実行した後の起動時は第2起動制御を実行するように構成される。
このように構成された本開示の電動作業機は、第1パラメータでモータを起動制御させる第1起動制御を実行することにより先端工具の種類を判別するため、装着されている先端工具の種類の判別精度を向上させることができる。そして、本開示の電動作業機は、第1起動制御を実行した後の起動時には、第2起動制御を実行する。このため、本開示の電動作業機は、先端工具の種類を判別する機能を備えることに起因して電動作業機による作業性が損なわれるのを抑制することができる。また、本開示の電動作業機は、電源が供給されてからの初回の起動時に第1起動制御を実行した後には、第1起動制御を実行しないため、起動のもたつき等の使用感悪化を抑制することができる。
本開示の一態様および別の態様では、制御部は、先端工具の種類を判別するために予め設定された判別パラメータを検出するように構成され、第1起動制御を実行している場合において、判別パラメータが予め設定された先端工具判定値を超えているか否かを判断することにより、先端工具の種類を判別するようにしてもよい。これにより、本開示の電動作業機は、判別パラメータと先端工具判定値とを比較するという簡便な方法で、先端工具の種類を判別することができる。
本開示の一態様および別の態様では、モータの回転数を設定するために作業者により操作されるように構成された回転数操作部を備え、第1起動制御では、回転数操作部に対して行われる操作を無効にするようにしてもよい。これにより、本開示の電動作業機は、先端工具の種類を判別することができるようにモータを駆動し易くすることができる。
本開示の一態様および別の態様では、第1回転数増加量は第2回転数増加量より大きいようにしてもよい。回転数増加量は、モータの回転数の単位時間当りの増加量である。第1回転数増加量は、制御部が第1起動制御を実行している場合においてモータを回転させるときの回転数増加量である。第2回転数増加量は、制御部が第2起動制御を実行している場合においてモータを回転させるときの回転数増加量である。これにより、本開示の電動作業機は、モータに流れる電流を増加させることでき、先端工具の種類を判別し易くすることができる。
本開示の一態様および別の態様では、モータの駆動と停止とを切り替えるために作業者により操作されるように構成された駆動操作部を備え、第1起動制御では、駆動操作部以外に対する操作を無効にするようにしてもよい。これにより、本開示の電動作業機は、先端工具の種類を判別することができるようにモータを駆動し易くすることができる。
本開示の一態様および別の態様では、電動作業機は、草刈機であるようにしてもよい。
草刈機の全体構成を示す斜視図である。 草刈機の電気的構成を示すブロック図である。 草刈機制御処理を示すフローチャートである。 モード・方向設定処理を示すフローチャートである。 モータ制御処理を示すフローチャートである。 モータ駆動処理を示すフローチャートである。 回転数設定処理を示すフローチャートである。 電流制限設定処理を示すフローチャートである。 第1実施形態の刃物判別処理を示すフローチャートである。 金属刃が装着されている場合における刃物判別の具体例を示すタイミングチャートである。 ナイロンコードカッターが装着されている場合における刃物判別の具体例を示すタイミングチャートである。 第2実施形態の刃物判別処理を示すフローチャートである。
(第1実施形態)
以下に本開示の第1実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の草刈機1は、図1に示すように、メインパイプ2と、駆動ユニット3と、回転刃4と、カバー5と、ハンドル6と、操作・表示ユニット7と、バッテリパック8と制御ユニット9とを備える。
メインパイプ2は、長尺かつ中空の棒状に形成されている。メインパイプ2の一端に駆動ユニット3が取り付けられ、メインパイプ2の他端に制御ユニット9が取り付けられている。以下、メインパイプ2に沿って、駆動ユニット3が取り付けられている側を前側、制御ユニット9が取り付けられている側を後側という。
駆動ユニット3は、回転刃4を回転駆動させるための駆動源であるモータ20を搭載している。なお、モータ20は、図1には示しておらず、図2に示している。駆動ユニット3は、モータ20の回転軸の先端に減速用のギヤ機構を備える。このギヤ機構の出力軸には、回転刃4が着脱可能に装着される。このため、モータ20が回転すると、その回転がギヤ機構を介して出力軸に伝達され、出力軸は回転刃4と一体に回転する。
回転刃4は、金属刃またはナイロンコードカッターである。すなわち、作業者は、回転刃4として、金属刃およびナイロンコードカッターの何れかを駆動ユニット3に装着することができる。図1は、回転刃4として金属刃が装着された状態を示す。回転刃4は、回転することにより、草および小径木などを刈り取ることができる。
金属刃は、金属材料で円板状に形成されて、円板の外周に沿って複数の鋸刃状の歯が形成された部材である。
ナイロンコードカッターは、円筒状のスプールと、スプールに収容されたナイロンコードとを備える。ナイロンコードカッターを駆動ユニット3の出力軸に装着すると、ナイロンコードカッターは、モータ20の回転駆動力によって回転する。ナイロンコードカッターを構成するスプールの側面には、ナイロンコードを引き出すための穴が2つ形成されており、この2つの穴からナイロンコードが引き出される。スプールが回転し、スプールから引き出されているナイロンコードが草などに当たることにより、草などが刈り取られる。
カバー5は、メインパイプ2の前端側において、回転刃4の後側に配置されるように取り付けられる。カバー5は、回転刃4により刈り取られた草などが作業者側に飛んでくるのを阻止する。
ハンドル6は、作業者が草刈機1を用いて草刈り作業を行う際に把持するための部材である。ハンドル6は、メインパイプ2の長さ方向における中間位置付近でメインパイプ2に接続されている。ハンドル6は、U字状に形成されており、U字の両端部分にグリップが設けられている。
操作・表示ユニット7は、作業者が指で草刈機1を操作する機能と、草刈機1の動作状態を表示する機能とを有する。操作・表示ユニット7は、ハンドル6における一方のグリップ部分に、取り付けられている。
操作・表示ユニット7は、草刈機1の動作状態を表示する表示部11と、トリガスイッチ12と、ロックオフスイッチ13とを備える。トリガスイッチ12は、モータ20の駆動指令を入力するための操作スイッチである。トリガスイッチ12は、作業者が押し下げ操作をしているときにだけオン状態となるタクトスイッチで構成されている。ロックオフスイッチ13は、トリガスイッチ12を操作可能とするための操作スイッチである。
バッテリパック8は、制御ユニット9に着脱自在に装着されて制御ユニット9に直流電力を供給する。
図2に示すように、制御ユニット9は、駆動回路32、ゲート回路34、制御回路36およびレギュレータ40を備える。制御ユニット9は、バッテリパック8内のバッテリ18から電力供給を受けてモータ20を駆動制御する。本実施形態では、モータ20は、3相ブラシレスモータである。
駆動回路32は、バッテリ18から電力供給を受けて、モータ20の各相巻線に電流を流すための回路である。本実施形態では、駆動回路32は、6つのスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6を備える3相フルブリッジ回路として構成されている。本実施形態では、スイッチング素子Q1~Q6はMOSFETである。
駆動回路32において、スイッチング素子Q1~Q3は、モータ20の各端子U,V,Wと、バッテリ18の正極側に接続された電源ラインとの間に設けられている。スイッチング素子Q4~Q6は、モータ20の各端子U,V,Wと、バッテリ18の負極側に接続されたグランドラインとの間に設けられている。
ゲート回路34は、制御回路36から出力された制御信号に従い、駆動回路32内の各スイッチング素子Q1~Q6をオン/オフさせることで、モータ20の各相巻線に電流を流し、モータ20を回転させる回路である。
制御回路36は、CPU36a、ROM36bおよびRAM36c等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。マイクロコンピュータの各種機能は、CPU36aが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ROM36bが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、CPU36aが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御回路36を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。
制御ユニット9は、バッテリ電圧検出部42と、電流検出回路44とを備える。バッテリ電圧検出部42は、バッテリ18の電圧を検出する。電流検出回路44は、モータ20に流れた電流を検出する。
また草刈機1は、モータ20の回転位置および回転数を検出する回転センサ50を備える。
操作・表示ユニット7は、更に、主電源スイッチ14、モード切替スイッチ15および逆転スイッチ16を備える。
主電源スイッチ14は、作業者が押し下げ操作をしているときにだけオン状態となるタクトスイッチで構成されている。このため、制御回路36は、主電源スイッチ14がオン状態となる度に、主電源のオン状態とオフ状態とが切り替わったことを認識する。
モード切替スイッチ15は、モータ20の回転数を高・中・低の3段階に切り替えるための操作スイッチである。モード切替スイッチ15は、作業者が押し下げ操作をしているときにだけオン状態となるタクトスイッチで構成されている。
逆転スイッチ16は、モータ20の回転方向を、対象物を刈り取る正方向と、正方向とは反対の逆方向との何れかに切り替えるための操作スイッチである。逆転スイッチ16は、作業者が押し下げ操作をしているときにだけオン状態となるタクトスイッチで構成されている。
上述した表示部11、トリガスイッチ12、主電源スイッチ14、モード切替スイッチ15、逆転スイッチ16、バッテリ電圧検出部42、電流検出回路44および回転センサ50は、制御回路36に接続される。
レギュレータ40は、バッテリ18から電力供給を受けて、制御回路36を動作させるための電源電圧Vccを生成し、制御ユニット9の内部回路に電源供給を行う。
レギュレータ40は、主電源スイッチ14がオン状態になると起動し、制御回路36への電源供給を開始する。これにより、制御回路36は、起動して、草刈機制御処理を実行する。
まず、制御回路36が実行する草刈機制御処理の手順を説明する。草刈機制御処理は、予め設定された制御周期(例えば、1ms)が経過する毎に繰り返し実行される処理である。
草刈機制御処理が実行されると、制御回路36は、図3に示すように、まずS10にて、スイッチ操作検出処理を実行する。スイッチ操作検出処理では、制御回路36は、トリガスイッチ12、モード切替スイッチ15および逆転スイッチ16がオン状態であるか否かを検出する。
また制御回路36は、S20にて、AD変換処理を実行する。AD変換処理では、制御回路36は、バッテリ電圧検出部42からの検出信号と、電流検出回路44からの検出信号とをAD変換し、変換結果をRAM36cに記憶する。
また制御回路36は、S30にて、異常検出処理を実行する。異常検出処理では、制御回路36は、S20でのAD変換処理により得られた検出結果に基づいて、過電流の発生およびバッテリ電圧の低下などの異常を検出する。
また制御回路36は、S40にて、モード・方向設定処理を実行する。モード・方向設定処理の詳細は後述する。
また制御回路36は、S50にて、モータ制御処理を実行する。モータ制御処理の詳細は後述する。
また制御回路36は、S60にて、刃物判別処理を実行する。刃物判別処理の詳細は後述する。
また制御回路36は、S70にて、表示処理を実行し、草刈機制御処理を一旦終了する。表示処理では、制御回路36は、モータ20の動作状態、バッテリ18の残容量、および、草刈機1の異常などを、表示部11に表示させる。
次に、S40で実行されるモード・方向設定処理の手順を説明する。
モード・方向設定処理が実行されると、制御回路36は、図4に示すように、まずS110にて、RAM36cに設けられた刃物判別中フラグF1がセットされているか否かを判断する。以下の説明において、フラグをセットするとは、そのフラグの値を1にすることを示し、フラグをクリアするとは、そのフラグの値を0にすることを示す。
ここで、刃物判別中フラグF1がセットされている場合には、制御回路36は、モード・方向設定処理を終了する。一方、刃物判別中フラグF1がクリアされている場合には、制御回路36は、S120にて、モード設定処理を実行する。モード設定処理では、制御回路36は、スイッチ操作検出処理におけるモード切替スイッチ15の検出結果に基づいて、動作モードを、高速モード、中速モードおよび低速モードの何れかに設定する。具体的には、モード切替スイッチ15がオン状態になる度に、動作モードが、高速モード→中速モード→低速モード→高速モード(以下同様)の順に変化する。
また制御回路36は、S130にて、回転方向設定処理を実行し、モード・方向設定処理を終了する。回転方向設定処理では、制御回路36は、スイッチ操作検出処理における逆転スイッチ16の検出結果に基づいて、逆転スイッチ16がオン状態になる度に、モータ20の回転方向を、正方向と逆方向との間で交互に切り替えて設定する。
次に、S50で実行されるモータ制御処理の手順を説明する。
モータ制御処理が実行されると、制御回路36は、図5に示すように、まずS210にて、トリガスイッチ12がオン状態であるか否かを判断する。ここで、トリガスイッチ12がオン状態でない場合には、制御回路36は、S240に移行する。
一方、トリガスイッチ12がオン状態である場合には、制御回路36は、S220にて、S30の異常検出処理において異常を検出したか否かを判断する。ここで、異常を検出していな場合には、制御回路36は、S230にて、モータ駆動処理を実行して、モータ制御処理を終了する。モータ駆動処理の詳細は後述する。一方、異常を検出した場合には、制御回路36は、S240に移行する。
そしてS240に移行すると、制御回路36は、ブレーキ制御を実行するか否か判断する。具体的には、制御回路36は、モータ20が回転しており、且つ、モータ20に制動力を発生させても制御ユニット9に影響がない場合には、ブレーキ制御を実行すると判断する。ここで、ブレーキ制御を実行すると判断した場合には、制御回路36は、S250にて、RAM36cに設けられたブレーキフラグF3をセットし、モータ制御処理を終了する。ブレーキフラグF3がセットされることにより、制御回路36は、予め設定された手順でスイッチング素子Q1~Q6をオン状態またはオフ状態にすることで短絡ブレーキを実行し、モータ20に制動力を発生させる。
一方、ブレーキ制御を実行しないと判断した場合には、制御回路36は、S260にて、ブレーキフラグF3をクリアし、モータ制御処理を終了する。
ここで、S230で実行されるモータ駆動処理の手順を説明する。
モータ駆動処理が実行されると、制御回路36は、図6に示すように、まずS310にて、回転数設定処理を実行する。回転数設定処理の詳細は後述する。
また制御回路36は、S320にて、電流制限設定処理を実行する。電流制限設定処理の詳細は後述する。
また制御回路36は、S330にて、フィードバック制御により、モータ20の回転数と目標回転数との偏差が0になるように、PWM信号のデューティ比を算出する。
また制御回路36は、S340にて、S330で設定されたデューティ比を有するPWM信号をゲート回路34へ出力し、モータ駆動処理を終了する。
次に、S310で実行される回転数設定処理の手順を説明する。
回転数設定処理が実行されると、制御回路36は、図7に示すように、まずS410にて、刃物判別中フラグF1がセットされているか否かを判断する。ここで、刃物判別中フラグF1がセットされている場合には、制御回路36は、S420にて、刃物判別用に指令回転数を設定する。具体的には、制御回路36は、指令回転数を、予め設定された刃物判別用指令回転数に設定する。
また制御回路36は、S430にて、刃物判別用に単位時間変化量を設定して、回転数設定処理を終了する。具体的には、制御回路36は、単位時間変化量を、予め設定された刃物判別用変化量に設定する。これにより、制御回路36は、目標回転数が刃物判別用指令回転数に一致するまで、上記の実行周期が経過する毎に、目標回転数を単位時間変化量ずつ増加させる。
またS410にて、刃物判別中フラグF1がクリアされている場合には、制御回路36は、S440にて、通常用に指令回転数を設定する。具体的には、制御回路36は、S120のモード設定処理で設定された動作モードと、判別した刃物種類とに基づいて、指令回転数を、予め設定された通常用指令回転数に設定する。
例えば、制御回路36は、判別した刃物種類が金属刃である場合には、通常用指令回転数として、金属刃用第1回転数、金属刃用第2回転数および金属刃用第3回転数の何れかを設定する。金属刃用第1回転数は、高速モードであるときに選択される。金属刃用第2回転数は、中速モードであるときに選択される。金属刃用第3回転数は、低速モードであるときに選択される。
また制御回路36は、判別した刃物種類がナイロンコードカッターである場合には、通常用指令回転数として、ナイロン用第1回転数、ナイロン用第2回転数およびナイロン用第3回転数の何れかを設定する。ナイロン用第1回転数は、高速モードであるときに選択される。ナイロン用第2回転数は、中速モードであるときに選択される。ナイロン用第3回転数は、低速モードであるときに選択される。
なお、金属刃用第1回転数、金属刃用第2回転数および金属刃用第3回転数はそれぞれ、ナイロン用第1回転数、ナイロン用第2回転数およびナイロン用第3回転数より大きくなるように設定されている。
また制御回路36は、S450にて、通常用に単位時間変化量を設定して、回転数設定処理を終了する。具体的には、制御回路36は、単位時間変化量を、予め設定された通常用変化量に設定する。これにより、制御回路36は、目標回転数が通常用指令回転数に一致するまで、上記の実行周期が経過する毎に、目標回転数を単位時間変化量ずつ増加させる。なお、上記の刃物判別用変化量は、通常用変化量より大きくなるように設定される。
次に、S320で実行される電流制限設定処理の手順を説明する。
電流制限設定処理が実行されると、制御回路36は、図8に示すように、まずS510にて、刃物判別中フラグF1がセットされているか否かを判断する。ここで、刃物判別中フラグF1がセットされている場合には、制御回路36は、S520にて、刃物判別用に電流制限値を設定し、電流制限設定処理を終了する。具体的には、制御回路36は、電流制限値を、予め設定された刃物判別用制限値に設定する。
一方、刃物判別中フラグF1がクリアされている場合には、制御回路36は、S530にて、通常用に電流制限値を設定し、電流制限設定処理を終了する。具体的には、制御回路36は、電流制限値を、具体的には、制御回路36は、電流制限値を、予め設定された通常用制限値に設定する。
次に、S60で実行される刃物判別処理の手順を説明する。
刃物判別処理が実行されると、制御回路36は、図9に示すように、まずS610にて、RAM36cに設けられた刃物判別完了フラグF2がセットされているか否かを判断する。ここで、刃物判別完了フラグF2がセットされている場合には、制御回路36は、S630に移行する。一方、刃物判別完了フラグF2がクリアされている場合には、制御回路36は、S620にて、モータ20が駆動中であるか否かを判断する。ここで、モータ20が駆動中でない場合には、S630に移行する。
そして、S630に移行すると、制御回路36は、刃物判別中フラグF1をクリアして、刃物判別処理を終了する。
またS620にて、モータ20が駆動中である場合には、制御回路36は、S640にて、モータ20が駆動を開始してから経過した時間(以下、オン時間)を算出し、算出したオン時間を、RAM36cにオン時間Tonに格納する。
そして制御回路36は、S650にて、オン時間Tonに格納されている値が、予め設定された期間判定値TH1以下であるか否かを判断する。ここで、オン時間Tonに格納されている値が期間判定値TH1以下である場合には、制御回路36は、S660にて、刃物判別中フラグF1をセットする。
さらに制御回路36は、S670にて、RAM36cに設けられたモータ電流Imtに格納されている値を取得する。モータ電流Imtには、電流検出回路44から入力される検出信号が示すモータ電流の値が格納される。
そして制御回路36は、S680にて、モータ電流Imtに格納されている値が、予め設定された金属刃判定値TH2を超えているか否かを判断する。ここで、モータ電流Imtに格納されている値が金属刃判定値TH2以下である場合には、刃物判別処理を終了する。
一方、モータ電流Imtに格納されている値が金属刃判定値TH2を超えている場合には、制御回路36は、S690にて、RAM36cに設けられた刃物判別結果RJに1を格納する。これにより、装着されている刃物種類が金属刃であることが確定する。
また制御回路36は、S700にて、刃物判別完了フラグF2をセットする。また制御回路36は、S710にて、刃物判別中フラグF1をクリアして、刃物判別処理を終了する。
またS650にて、オン時間Tonに格納されている値が期間判定値TH1を超えている場合には、制御回路36は、S720にて、刃物判別結果RJに2を格納する。これにより、装着されている刃物種類がナイロンコードカッターであることが確定する。
また制御回路36は、S730にて、刃物判別完了フラグF2をセットする。また制御回路36は、S740にて、刃物判別中フラグF1をクリアして、刃物判別処理を終了する。
次に、金属刃が装着されている場合における刃物判別の具体例を説明する。
図10に示すように、時刻t0において、トリガスイッチ12はオフ状態であり、目標回転数は0であり、モータ電流は0であるとする。
そして時刻t1において、トリガスイッチ12がオフ状態からオン状態に切り替わったとする。これにより、目標回転数は、刃物判別用変化量ΔRt1で徐々に増加し、時刻t2において刃物判別用指令回転数Ri1に達する。
目標回転数の増加により、モータ電流が徐々に増加し、時刻t3において、モータ電流が金属刃判定値TH2を超えたとする。これにより、刃物判別が完了し、制御回路36は、金属刃が装着されていると判断する。
そして目標回転数は、通常用変化量ΔRt2で徐々に増加し、時刻t4において通常用指令回転数Ri2に達する。なお、通常用指令回転数Ri2は、金属刃用に設定されている。また、目標回転数の増加により、モータ電流が徐々に増加する。
そして時刻t5において、トリガスイッチ12がオン状態からオフ状態に切り替わったとする。これにより、目標回転数が0に設定され、モータ電流が0まで減少する。
また時刻t6において、トリガスイッチ12がオフ状態からオン状態に切り替わったとする。これにより、目標回転数は、通常用変化量ΔRt2で徐々に増加し、時刻t7において通常用指令回転数Ri2に達する。また、目標回転数の増加により、モータ電流が徐々に増加する。
次に、ナイロンコードカッターが装着されている場合における刃物判別の具体例を説明する。
図11に示すように、時刻t10において、トリガスイッチ12はオフ状態であり、目標回転数は0であり、モータ電流は0であるとする。
そして時刻t11において、トリガスイッチ12がオフ状態からオン状態に切り替わったとする。これにより、目標回転数は、刃物判別用変化量ΔRt1で徐々に増加し、時刻t12において刃物判別用指令回転数Ri1に達する。目標回転数の増加により、モータ電流が徐々に増加する。
そして時刻t13において、刃物判別時間Tbが経過する。刃物判別時間Tb内でモータ電流が金属刃判定値TH2を超えなかったために、制御回路36は、ナイロンコードカッターが装着されていると判断し、刃物判別を完了させる。
そして目標回転数は、通常用変化量ΔRt2で徐々に増加し、時刻t14において通常用指令回転数Ri3に達する。なお、通常用指令回転数Ri3は、ナイロンコードカッター用に設定されている。また、目標回転数の増加により、モータ電流が徐々に増加する。
そして時刻t15において、トリガスイッチ12がオン状態からオフ状態に切り替わったとする。これにより、目標回転数が0に設定され、モータ電流が0まで減少する。
また時刻t16において、トリガスイッチ12がオフ状態からオン状態に切り替わったとする。これにより、目標回転数は、通常用変化量ΔRt2で徐々に増加し、時刻t17において通常用指令回転数Ri3に達する。また、目標回転数の増加により、モータ電流が徐々に増加する。
このように構成された草刈機1は、駆動ユニット3と、モータ20と、制御ユニット9とを備える。駆動ユニット3は、複数種類の回転刃4が択一的に装着される。モータ20は、駆動ユニット3に装着された回転刃4を駆動させる。
制御ユニット9は、第1起動制御と、第2起動制御とを有し、回転刃4の種類に関する刃物判別結果RJを有していない場合は第1起動制御を実行することにより回転刃4の種類を判別し、刃物判別結果RJを有している場合は、第2起動制御を実行する。第1起動制御は、刃物判別用の指令回転数および単位時間変化量でモータ20を起動制御させる。第2起動制御は、通常用の指令回転数および単位時間変化量でモータ20を起動制御させる。
このように草刈機1は、刃物判別用の指令回転数および単位時間変化量でモータ20を起動制御させる第1起動制御を実行することにより回転刃4の種類を判別するため、装着されている回転刃4の種類の判別精度を向上させることができる。そして、草刈機1は、刃物判別結果RJを有している場合は、第2起動制御を実行する。このため、草刈機1は、回転刃4の種類を判別する機能を備えることに起因して草刈機1による作業性が損なわれるのを抑制することができる。また草刈機1は、回転刃4の種類を判別した後には、第1起動制御を実行しないため、起動のもたつき等の使用感悪化を抑制することができる。
制御ユニット9は、回転刃4の種類を判別するために予め設定されたモータ電流Imtを検出するように構成され、第1起動制御を実行している場合において、モータ電流Imtが予め設定された金属刃判定値TH2を超えているか否かを判断することにより、回転刃4の種類を判別する。これにより、草刈機1は、モータ電流Imtと金属刃判定値TH2とを比較するという簡便な方法で、回転刃4の種類を判別することができる。
草刈機1は、回転刃4の回転数を設定するために作業者により操作されるモード切替スイッチ15を備える。そして第1起動制御では、モード切替スイッチ15に対して行われる操作を無効にする。これにより、草刈機1は、回転刃4の種類を判別することができるようにモータ20を駆動し易くすることができる。
また、刃物判別用変化量が通常用変化量より大きい。これにより、草刈機1は、モータ20に流れる電流を増加させることでき、回転刃4の種類を判別し易くすることができる。
草刈機1は、モータ20の駆動と停止とを切り替えるために作業者により操作されるトリガスイッチ12を備える。そして第1起動制御では、トリガスイッチ12以外に対する操作を無効にする。これにより、草刈機1は、回転刃4の種類を判別することができるようにモータ20を駆動し易くすることができる。
以上説明した実施形態において、草刈機1は電動作業機に相当し、回転刃4は先端工具に相当し、駆動ユニット3は装着部に相当し、制御ユニット9は制御部に相当する。
また、S330,S340,S420,S430は第1起動制御に相当し、S40,S330,S340,S440,S450は第2起動制御に相当する。
また、モータ電流Imtは判別パラメータに相当し、金属刃判定値TH2は先端工具判定値に相当する。
また、モード切替スイッチ15は回転数操作部に相当し、刃物判別用変化量は第1回転数増加量に相当し、通常用変化量は第2回転数増加量に相当し、トリガスイッチ12は駆動操作部に相当する。
(第2実施形態)
以下に本開示の第2実施形態を図面とともに説明する。なお第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
第2実施形態の草刈機1は、刃物判別処理が変更された点が第1実施形態と異なる。
第2実施形態の刃物判別処理は、S602,S604の処理が追加された点が第1実施形態と異なる。
すなわち、第2実施形態の刃物判別処理が実行されると、制御回路36は、図12に示すように、まずS602にて、草刈機1に電源が供給されてからの初回の起動であるか否かを判断する。ここで、初回の起動である場合には、制御回路36は、S604にて、刃物判別完了フラグF2をクリアし、S610に移行する。一方、初回の起動でない場合には、制御回路36は、S610に移行する。
このように構成された草刈機1は、駆動ユニット3と、モータ20と、制御ユニット9とを備える。駆動ユニット3は、複数種類の回転刃4が択一的に装着される。モータ20は、駆動ユニット3に装着された回転刃4を駆動させる。
制御ユニット9は、第1起動制御と、第2起動制御とを有し、電源が供給されてからの初回の起動時は第1起動制御を実行することにより回転刃4の種類を判別し、電源が供給されてから第1起動制御を実行した後の起動時は第2起動制御を実行する。
このように草刈機1は、刃物判別用の指令回転数および単位時間変化量でモータ20を起動制御させる第1起動制御を実行することにより回転刃4の種類を判別するため、装着されている回転刃4の種類の判別精度を向上させることができる。そして、草刈機1は、電源が供給されてから第1起動制御を実行した後の起動時には、第2起動制御を実行する。このため、草刈機1は、回転刃4の種類を判別する機能を備えることに起因して草刈機1による作業性が損なわれるのを抑制することができる。また草刈機1は、電源が供給されてからの初回の起動時に第1起動制御を実行した後には、第1起動制御を実行しないため、起動のもたつき等の使用感悪化を抑制することができる。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば上記実施形態では、電動作業機が草刈機1である形態を示したが、マルチツールまたは芝刈機であってもよい。
上記実施形態では、フィードバック制御によりPWM信号のデューティ比を算出する形態を示した。しかし、目標回転数とデューティ比との対応関係を示すマップまたは演算式などを用いて、デューティ比を算出するようにしてもよい。
上記実施形態では、判別パラメータがモータ電流Imtである形態を示した。しかし、判別パラメータとして、電流の傾き(すなわち、電流増加率)、回転数、回転数の傾き(すなわち、回転数増加率)、PWM信号のデューティ比および振動(すなわち、加速度)などのモータおよび製品の動作に関するパラメータを用いるようにしてもよい。
上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。
上述した草刈機1の他、当該草刈機1を構成要素とするシステム、当該草刈機1としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、電動作業機制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1…草刈機、3…駆動ユニット、4…回転刃、9…制御ユニット、20…モータ

Claims (6)

  1. 複数種類の先端工具が択一的に装着される装着部と、
    前記装着部に装着された前記先端工具を駆動させるモータと、
    第1パラメータで前記モータを起動制御させる第1起動制御と、前記第1パラメータとは異なる第2パラメータで前記モータを起動制御させる第2起動制御とを有し、前記先端工具の種類に関する工具種類情報を有していない場合は前記第1起動制御を実行することにより前記先端工具の種類を判別し、前記工具種類情報を有している場合は、前記第2起動制御を実行するように構成された制御部と
    を備え、
    前記第1パラメータおよび前記第2パラメータは、前記モータの回転数を指示する指令回転数と、前記モータの回転数の単位時間当たりの増加量を指示する回転数増加量とを含み、
    前記制御部が前記第1起動制御を実行している場合において前記モータを回転させるときの前記回転数増加量を第1回転数増加量とし、
    前記制御部が前記第2起動制御を実行している場合において前記モータを回転させるときの前記回転数増加量を第2回転数増加量として、
    前記第1回転数増加量は前記第2回転数増加量より大きい電動作業機。
  2. 複数種類の先端工具が択一的に装着される装着部と、
    前記装着部に装着された前記先端工具を駆動させるモータと、
    第1パラメータで前記モータを起動制御させる第1起動制御と、前記第1パラメータとは異なる第2パラメータで前記モータを起動制御させる第2起動制御とを有し、電源が供給されてからの初回の起動時は前記第1起動制御を実行することにより前記先端工具の種類を判別し、前記電源が供給されてから前記第1起動制御を実行した後の起動時は前記第2起動制御を実行するように構成された制御部と
    を備え、
    前記第1パラメータおよび前記第2パラメータは、前記モータの回転数を指示する指令回転数と、前記モータの回転数の単位時間当たりの増加量を指示する回転数増加量とを含み、
    前記制御部が前記第1起動制御を実行している場合において前記モータを回転させるときの前記回転数増加量を第1回転数増加量とし、
    前記制御部が前記第2起動制御を実行している場合において前記モータを回転させるときの前記回転数増加量を第2回転数増加量として、
    前記第1回転数増加量は前記第2回転数増加量より大きい電動作業機。
  3. 請求項1または請求項2に記載の電動作業機であって、
    前記制御部は、前記先端工具の種類を判別するために予め設定された判別パラメータを検出するように構成され、前記第1起動制御を実行している場合において、前記判別パラメータが予め設定された先端工具判定値を超えているか否かを判断することにより、前記先端工具の種類を判別する電動作業機。
  4. 請求項1~請求項3の何れか1項に記載の電動作業機であって、
    前記モータの回転数を設定するために作業者により操作されるように構成された回転数操作部を備え、
    前記第1起動制御では、前記回転数操作部に対して行われる操作を無効にする電動作業機。
  5. 請求項1~請求項4の何れか1項に記載の電動作業機であって、
    前記モータの駆動と停止とを切り替えるために作業者により操作されるように構成された駆動操作部を備え、
    前記第1起動制御では、前記駆動操作部以外に対する操作を無効にする電動作業機。
  6. 請求項1~請求項5の何れか1項に記載の電動作業機であって、
    前記電動作業機は、草刈機である電動作業機。
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