WO2013015181A1 - 電動乗用機 - Google Patents

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traveling
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充弘 中垣
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ヤンマー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to the technology of an electric passenger machine, and more particularly to the technology of an electric passenger machine that uses a battery as a power source and is driven by a motor.
  • the present invention provides an electric passenger machine that can charge a battery while leaving room for regeneration, and can prevent overcharge and overdischarge.
  • an electric passenger car using a battery as a drive source, a unit for estimating the SOC is provided, and the SOC is reduced to leave room for regeneration.
  • an electromagnetic brake is provided in the electric device drive unit of the traveling system, and the electromagnetic brake functions when not energized, and the electric device drive unit detects when the battery voltage exceeds the allowable upper limit value. And a means for de-energizing the electrical path between the battery and the battery.
  • the electric passenger car is a land vehicle, and when it is detected that the SOC is lower than the first allowable lower limit value, the electric path between the electric device drive unit other than the driving system and the battery is de-energized.
  • the SOC is detected to be lower than the second allowable lower limit value which is smaller than the first allowable lower limit value, the electric path between the electric device drive unit of the traveling system and the battery is also de-energized. Means are provided.
  • the effects of the present invention the following effects are obtained. That is, an abnormal increase in battery voltage due to regeneration can be prevented. Moreover, the electric device can be reliably stopped when the battery voltage rises abnormally. Moreover, deterioration due to overdischarge of the battery can be prevented.
  • the top view of the electric working machine concerning one Embodiment of this invention The perspective view which shows the motor for driving
  • the block diagram which shows the connection of a control apparatus.
  • the flowchart figure which shows charge control. The circuit diagram which shows the battery before each charge control, and each cell, and the graph figure which shows the voltage of each cell.
  • (A) The graph which shows the voltage of the cell before charge control.
  • the electric working machine of the present invention is a lawn mower 1
  • the arrow F direction is defined as the forward direction
  • the arrow R direction is defined as the right direction
  • the arrow L direction is defined as the left direction.
  • the lawn mower 1 has left and right traveling drive wheels 11 and 12 as traveling portions disposed on the left and right sides of the rear part of the body frame 2, and serves as auxiliary wheels on the left and right sides of the front part of the body frame 2.
  • Caster wheels 13 and 14 are arranged.
  • a lawn mower 3 is disposed as a working unit below the machine body frame 2 between the traveling drive wheels 11 and 12 and the caster wheels 13 and 14.
  • the upper part of the fuselage frame 2 is a driving operation unit 4, and a seat seat 5 as a control seat on which an operator is seated is arranged at the front and rear approximately center.
  • Rotating levers 21 and 22 serving as operating tools, a parking switch 25 (see FIG.
  • the seat sensor 5 is provided with a seating sensor 33.
  • the seating sensor 33 is composed of, for example, a strain sensing sensor that senses the weight of the operator, and is connected to the control device 50 as shown in FIG.
  • the seating sensor 33 is not limited to the strain detection sensor as long as it can detect the presence of the driver on the seat 5.
  • control device 50 is disposed at an arbitrary position of the machine body frame 2. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the control device 50 is provided in a space below the seat 5.
  • the traveling drive wheels 11 and 12 are electric devices, as shown in FIGS. 1 and 2, through output shafts of the left and right traveling motors 15 and 16 and a power transmission mechanism (not shown) inside the gear case 41, respectively. They are connected and can be driven independently.
  • the traveling unit motors 15 and 16 as the electric drive unit for the traveling system are electric motors capable of forward and reverse rotation, and are connected to the control device 50 as shown in FIG. It is configured to be controllable. That is, it is configured to be able to perform shift control.
  • the traveling unit motors 15 and 16 may be wheel-in motors integrated with the wheel, or a speed reduction mechanism between the output shafts of the traveling unit motors 15 and 16 and the axles of the traveling drive wheels 11 and 12. It is also possible to adopt a configuration in which the traveling unit motors 15 and 16 are provided in the machine body frame 2.
  • the motors 15 and 16 for the traveling unit are normally used as driving force, but are operated as a generator on a downhill or the like, and regeneratively apply braking by converting kinetic energy into electric energy and collecting it. It can also be used as a brake. In this case, the regenerative power generated by the traveling unit motors 15 and 16 is collected by the battery 31. In other words, the battery 31 is charged by regenerative energy.
  • the rotation speed (rotation speed) of the traveling drive wheels 11 and 12 is provided in the vicinity of the output shaft of the traveling section motors 15 and 16, or the traveling drive wheels 11 and 12 or the speed reduction mechanism.
  • Rotational speed sensors 17 and 18 serving as a rotational speed detecting means for detecting the number) are provided.
  • the rotational speed sensors 17 and 18 are connected to the control device 50.
  • the caster wheels 13 and 14 have axles that rotatably support the wheels supported by the brackets 19 and 20 in a horizontal direction, and support shafts standing upward from the upper portions of the brackets 19 and 20.
  • the frame 2 is supported so as to be rotatable left and right. Therefore, the caster wheels 13 and 14 are rotatable in the left-right direction.
  • the caster wheels 13 and 14 serving as auxiliary wheels can be one wheel, or can be composed of three or more wheels.
  • the caster wheels 13 and 14 serving as auxiliary wheels are front wheels, but can be rear wheels. That is, the traveling drive wheels 11 and 12 can be front wheels and the caster wheels 13 and 14 can be rear wheels (see FIG. 1).
  • the lawn mower 3 is an electric device and is connected to the body frame 2 via an elevating link mechanism 30 shown in FIG.
  • the lawn mower 3 is configured such that the cutting blades 26 and 27 are rotatably disposed in the mower deck, and the cutting blades 26 and 27 are configured to be driven to rotate by working unit motors 28 and 29 as electric device driving units of the work system. ing.
  • the working unit motors 28 and 29 are connected to the control device 50.
  • the lawn mower 3 is disposed below the body frame 2, the lawn mower 3 is disposed in front of the body frame 2, disposed behind the body frame 2, or disposed on the side of the body frame 2. Is possible and not limiting.
  • the cutting blade is not limited to a blade type, a clipper type, a reel type, or the like.
  • the turning levers 21 and 22 provided in the driving operation unit 4 respectively turn in the front-rear direction from the neutral position to set the rotation direction and the rotation speed of the corresponding driving drive wheels 11 and 12 corresponding to the left and right. It is a means for changing the speed. Specifically, the greater the turning angle of turning the turning levers 21 and 22 forward from the neutral position, the faster the forward rotation speed of the traveling drive wheels 11 and 12, and the forward traveling speed of the lawn mower 1. Get faster. Moreover, the reverse rotation speed of the traveling drive wheels 11 and 12 increases as the rotation angle for rotating the turning levers 21 and 22 backward from the neutral position increases, and the reverse travel speed of the lawn mower 1 increases.
  • the parking switch 25 is provided in the driving
  • Rotating bases of the turning levers 21 and 22 are provided with lever sensors 23 and 24 as sensors for detecting the turning angles of the turning levers 21 and 22, respectively.
  • the lever sensors 23 and 24 are connected to a control device 50 as shown in FIG.
  • the control device 50 causes the left and right traveling unit motors 15 and 16 to move to the turning levers.
  • the lawn mower 1 can be driven by being driven according to the rotation angles 21 and 22.
  • the working unit switch 36 provided in the operation unit 4, the cutting blades 26 and 27 of the lawn mower 3 are rotationally driven by the working unit motors 28 and 29.
  • the working unit switch 36 is connected to the control device 50 as shown in FIG.
  • the battery 31 is provided at the rear part of the fuselage frame 2.
  • the battery 31 is configured as a removable pack, and is provided with a connection terminal 31a as shown in FIG.
  • a connection terminal 31b is also provided on the vehicle body side, and the connection terminal 31b on the vehicle body side is connected to the control device 50 as shown in FIG.
  • a battery control device 34 and a charging relay circuit 37 are provided inside the battery 31.
  • the battery control device 34 performs control so as not to be overcharged at the time of charging, controls the temperature not to be abnormally high, or determines whether the charger 101 is connected by a detection unit 31e provided in a charging connector 31d described later.
  • the charging relay circuit 37 is switched to transmit to the control device 50 described later that charging is in progress.
  • Battery 31 as shown in FIG. 3, has N cells 31C 1 ⁇ 31C 2 ⁇ 31C N . As shown in FIG. 5, the N cells 31C 1 ⁇ 31C 2 ⁇ 31C N are connected in series, each cell 31C 1 ⁇ 31C 2 ⁇ 31C N voltage V 1 ⁇ V 2 ⁇ of The sum total of V N becomes the voltage V of the battery 31. Further, as shown in FIG. 3, the battery 31 includes a DC-DC converter 38 that converts a high-voltage DC voltage into a low-voltage DC voltage.
  • the battery 31 is provided with a charging connector 31d.
  • the charging connector 31d can be connected to an external charger 101, and the battery 31 is charged by connecting the charging connector 31d to the external charger 101. Whether the charger 101 is connected to the charging connector 31d is detected by a detection unit 31e provided in the charging connector 31d, and the detection unit 31e is connected to the control device 50.
  • the control device 50 includes a traveling unit motor 15, 16, a rotation speed sensor 17, 18, a lever sensor 23, 24, a working unit motor 28, 29, a seating sensor 33, a working unit switch 36, Connected with.
  • the control device 50 is connected to the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67.
  • the control device 50 is composed of a CPU and storage means.
  • the CPU is a central processing unit
  • the storage means is a ROM that stores a control program, a map, and the like, and a RAM that stores input data and the like.
  • the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67 are configured by inverter circuits, and are devices for controlling the outputs of the traveling unit motors 15 and 16 and the working unit motors 28 and 29. In addition, a voltage (or current) applied to the traveling unit motors 15 and 16 and the working unit motors 28 and 29 is detected and transmitted to the control device 50.
  • the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67 are provided in the space below the seat 5.
  • the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67 are connected to the battery 31 via the electric path 32b, and the direct current power supplied from the electric path 32b is converted into alternating current power so that the traveling unit motor is driven. 15 and 16 and working section motors 28 and 29 are supplied.
  • relay circuits 71, 72 as means for switching the electric path 32b between the battery 31 and the motor driver 65/66 for the traveling unit and the motor driver 67 for the working unit to an energized or non-energized state.
  • 73 is provided.
  • the relay circuits 71, 72, 73 are connected to the control device 50, and the energization or non-energization state of the relay circuits 71, 72, 73 is switched by a control signal from the control device 50.
  • the lawn mower 1 is equipped with an auxiliary power source (backup power source) 50a.
  • the auxiliary power supply 50a is connected to the control device 50 and supplies power to the control device 50 and sensors even when the battery 31 is removed or during charging to ensure the safety of the lawn mower 1 and the operator. Yes.
  • the auxiliary power source 50a is connected to the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67 via an electrical path, and the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67 and the battery 31 are connected. Even when they are not connected, control power is supplied from the auxiliary power source 50a to the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67.
  • the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67 always detect whether electric power is supplied from the battery 31 to the traveling unit motors 15 and 16 and the working unit motors 28 and 29, and the control device. 50 is transmitted.
  • control device 50 is connected to the battery 31 via the electric path 32a.
  • a key switch 35 is provided in the middle of the electric path 32a. By operating the key switch 35, the contact 42a of the power supply relay circuit 42 is switched ON / OFF. That is, the connection / disconnection of the electrical path 32a can be switched by operating the key switch 35.
  • the power supply relay circuit 42 When the key switch 35 is turned on, the power supply relay circuit 42 is switched to the on state, and the fact that power is supplied is transmitted to the control device 50, and the connection control signal is transmitted from the control device 50 to the relay circuits 71, 72, 73.
  • the power supply path 32b is connected, and power can be supplied from the battery 31 to the traveling unit motor drivers 65 and 66 and the working unit motor driver 67.
  • connection confirmation electric path 32c is provided between the control device 50 and the battery 31, and a desorption detection sensor that detects desorption between the connection terminal 31a on the battery 31 side and the connection terminal 31b on the vehicle body side. 74 is provided, and is connected to the control device 50 through the connection confirmation electric path 32c.
  • the control device 50 controls the outputs of the left and right traveling unit motors 15 and 16 in accordance with signals from the sensors. That is, a command value in the traveling direction is calculated according to the operation amount of the left and right turning levers 21 and 22, and the command value is transmitted to the traveling unit motor drivers 65 and 66 according to the respective command values.
  • a drive signal (motor drive power) is output from the motor drivers 65 and 66 to the travel unit motors 15 and 16.
  • the control device 50 controls the outputs of the working unit motors 28 and 29. That is, the control device 50 calculates the command value so that the torque of the working unit motors 28 and 29 is constant, and transmits the command value to the working unit motor driver 67 according to each command value.
  • a drive signal (motor drive power) is output from the motor drive driver 67 to the work motors 28 and 29.
  • relay circuits 71 and 72 are provided between the battery 31 and the traveling unit motor drivers 65 and 66 as means for switching between power supply and interruption.
  • the relay circuits 71 and 72 are connected to the control device 50 so that the relay circuits 71 and 72 are switched by a control signal from the control device 50. Since the relay circuit 71 and the relay circuit 72 have the same configuration, the relay circuit 71 corresponding to the traveling unit motor 15 will be described.
  • the relay circuit 71 connects the battery 31 and the traveling unit motor driver 65 during normal traveling or work.
  • a cut-off signal is transmitted from the control device 50 to the relay circuit 71, and the relay circuit 71 causes the battery 31 and the traveling unit motor driver 65 to be connected.
  • the connection is cut off, and power is not supplied to the traveling unit motor 15.
  • working parts stops.
  • electromagnetic brakes 39 and 40 are provided between the traveling unit motors 15 and 16 and the traveling drive wheels 11 and 12.
  • the electromagnetic brakes 39 and 40 are connected to the control device 50, and braking and non-braking are switched by a control signal from the control device 50. Since the electromagnetic brakes 39 and 40 have the same configuration, the electromagnetic brake 39 corresponding to the traveling unit motor 15 will be described.
  • a gear case 41 for storing a power transmission mechanism (not shown) is provided between the traveling unit motor 15 and the traveling drive wheels 11.
  • the electromagnetic brake 39 is provided inside the gear case 41 and on the drive shaft of the traveling unit motor 15.
  • the electromagnetic brake 39 is opened when energized, and the traveling drive wheel 11 is braked by pressing the friction plate when the electric power is cut off.
  • Battery monitoring circuit 43 to the battery control unit 34 is connected, the battery monitoring circuit 43 is connected to each of the cells 31C 1 ⁇ 31C 2 ⁇ .
  • the battery monitoring circuit 43 calculates the voltage and discharge current of each cell and transmits it to the battery control device 34.
  • SOC State of charge charging control in order to leave room for regeneration of the battery 31
  • SOC State of charge
  • the battery control device 34 determines whether or not the SOC of the battery 31 is 100% or more (step S10).
  • the SOC is an index representing the state of charge of the battery 31, expressed as a percentage, 100% representing a fully charged state, and 0% representing a fully discharged state. If the SOC of the battery 31 is 100% or more, the battery 31 is in a fully charged state. If the SOC of the battery 31 is smaller than 100%, the battery 31 is not in a fully charged state and there is room for charging.
  • the SOC of the battery 31 is calculated by the battery control device 34.
  • step S10 if the SOC of the battery is 100% or more, it is determined whether or not the battery voltage E is equal to or higher than the upper limit voltage Vu1 (step S20).
  • the upper limit voltage V u1 is a voltage when fully charged, and is an acceptable voltage when fully charged.
  • charge / discharge control described later is performed.
  • step S30 If the battery voltage E is equal to or higher than the upper limit voltage V u1 in step S20, it is determined that some abnormality has occurred (step S30), and the relay circuits 71 and 72 are opened (unconnected) from the battery 31. The supply of electric power to the motor drivers 65 and 66 for the traveling unit is stopped, and the electromagnetic brakes 39 and 40 are also operated. (Step S40). Then, the operation is stopped (step S50). In step S20, if the voltage V of the battery 31 is smaller than the upper limit voltage Vu1 (if less), it is determined whether or not discharging is in progress (step S60).
  • “during discharge” means, for example, a state in which the working unit motors 28 and 29 are being driven.
  • step S60 If it is discharging in step S60, the operation is continued (step S50). If it is not discharging in step S60, the process for making the room which can be recharged is performed. Step S70 and subsequent processes of steps S110 (balance process) is performed for each cell 31C 1 ⁇ 31C 2 ⁇ 31C N of the battery 31. Here, description will balance processing related cell 31C 1.
  • step S70 the detected cell voltage V 1 of the cell 31C 1, the cell voltages V 1 to determine whether higher balance start voltage V a.
  • Balance starting voltage V a is the target voltage when lowering the voltage to allow regenerated cells in high cell voltages.
  • the cell voltage is detected by the battery monitoring circuit 43.
  • step S50 If the cell voltage V 1 is a low voltage (V 1 ⁇ V a ) equal to or lower than the balance start voltage V a , it is not necessary to balance (lower the voltage), and the operation is continued (step S50). As shown in FIG. 6A, when the cell voltage V 1 is higher than the balance start voltage V a (V 1 > V a ), the process proceeds to step S80. In step S80, the difference D 1 of the minimum cell voltage V min most voltage in the cell voltage V 1 and all other cells is a voltage of the low cell, it compares the balance starting voltage difference D a. As shown in FIG.
  • step S80 when the difference D 1 is greater than the balance start voltage difference D a, the start cell balancing operation (discharging) (step S90). Further, in step S80, the difference D 1 is the case at most balanced starting voltage difference D a (D 1 ⁇ D a ) to continue the operation (step S50). That is, when there is little difference between the lowest cell voltage V min with the cell voltages V 1 continues operation.
  • step S100 it is determined whether the cell voltages V 1 is below the balance stop voltage V b. As shown in FIG.
  • step S100 the cell voltage V 1 is stopped is not more than balanced shutdown voltage V b, the cell balance operation (discharging) (step S105), and continues the operation (step S50 ).
  • balanced shutdown voltage V b is set to a value lower than the balanced starting voltage V a.
  • the difference D 1 between the cell voltage Vc 1 and the minimum cell voltage V min that is the voltage of the lowest voltage is the predetermined balance stop voltage difference D b. It is determined whether or not the following is true (step S110). As shown in FIG.
  • the difference D 1 is, in a case is below a predetermined balance stop voltage difference D b (D 1 ⁇ D b ) to continue the operation (step S50).
  • the difference D 1 is the larger than balanced shutdown voltage difference D b proceeds to step S90, to continue the discharge.
  • the balance stop voltage difference Db is a value lower than the balance start voltage difference Da.
  • the voltage of the battery 31 is measured (step S210).
  • the discharge current is integrated (step S220).
  • the battery control device 34 calculates the SOC based on the integrated value of the voltage and current of the battery 31 (step S230).
  • step S240 it is determined whether or not charging is in progress (step S240). If was being charged in step S240, SOC is determined whether it is the first upper limit value R 1 or (step S250). In step S250, when the SOC was first upper limit value R 1 or more, the process proceeds to the charge control. In step S250, if the SOC is smaller than the first upper limit value R 1, the process proceeds to step S290 (see FIG. 9) described later.
  • step S260 If it is not charging in step S240, it is determined whether or not discharging is in progress (step S260). If there was being discharged in step S260, as shown in FIG. 9, SOC is determined whether it is the first upper limit value R 1 or (step S270). In step S270, when the SOC was first upper limit value R 1 or more, it is determined that the remaining battery capacity is enough, as shown in FIG. 9, then continue or stop the normal operation (step S280 ), The control is terminated. In step S270, SOC is smaller than the first upper limit value R 1 is, SOC is determined whether it is the first tolerance lower limit value R 2 or smaller than the first upper limit value R 1 (step S290) .
  • step S290 when the SOC is equal to the first tolerance lower limit value R 2 or smaller than the first upper limit value R 1 is a remaining battery capacity is in a state requiring charging decreases, the voltage drop in the operator Is notified (step S300).
  • notification is provided by providing an indicator lamp in the driving operation unit 4 and blinking the indicator lamp.
  • the notification method is not limited to this.
  • a liquid crystal display unit can be provided and a message can be displayed on the liquid crystal display unit, or sound means can be provided to notify by sound. It is.
  • working parts is restrict
  • step S290 SOC is the first upper limit value R 1 or or when it is determined to be smaller than the first allowable lower limit value R 2, the second allowable lower limit smaller SOC than the first allowable lower limit value R 2 a determination is made whether or not the value R 3 or higher (step S320).
  • step S320 when the SOC is was first second smaller than the allowable lower limit value R 2 permissible lower limit value R 3 or is a state requiring charging the battery remaining amount is reduced further, work and travel It is assumed that it is difficult to operate both, and a voltage drop warning is notified to the operator (step S330). For example, the operation operation unit 4 is notified by providing an indicator lamp to shorten the blinking interval of the indicator lamp. The notification method is not limited to this.
  • a liquid crystal display unit can be provided and a message can be displayed on the liquid crystal display unit, or sound means can be provided to notify by sound. It is. Then, the working unit motors 28 and 29 are stopped (step S340). Thereafter, normal operation is continued or stopped (step S280), and the control is terminated.
  • step S320 when the SOC is determined to be or less than the second allowable lower limit value R 3 in the first allowable lower limit value R 2 or more, the battery remaining amount is required state decreases further charged, It is assumed that it is difficult to travel with the working unit stopped, and the operator is notified of the voltage drop abnormality (step S350).
  • notification is made by providing an indicator lamp in the driving operation unit 4 and keeping the indicator lamp lit.
  • the notification method is not limited to this.
  • a liquid crystal display unit can be provided and a message can be displayed on the liquid crystal display unit, or sound means can be provided to notify by sound. It is.
  • working parts is stopped (step S360). Thereafter, normal operation is continued or stopped (step S280), and the control is terminated.
  • the first upper limit value R 1 , the first allowable lower limit value R 2 , and the second allowable lower limit value R 3 are: R 1 > R 2 > R 3
  • R 1 is 30%
  • R 2 is 20%
  • R 3 is 10%.
  • the lawnmower working machine 1 using the battery 31 as a drive source is provided with the battery control device 34 for estimating the SOC, and the SOC is reduced to leave room for regeneration. By comprising in this way, the abnormal rise of the battery voltage by regeneration can be prevented.
  • the traveling part motors 15 and 16 are provided with electromagnetic brakes 39 and 40 that function when the power is not supplied, the traveling part motors 15 and 16 are detected when it is detected that the voltage V of the battery 31 exceeds the upper limit voltage V u1.
  • the traveling unit motors 15 and 16 can be reliably stopped when the voltage V of the battery 31 increases abnormally.
  • the lawn mower 1 is a land vehicle, and when it is detected that the SOC is lower than the first allowable lower limit R 2 , the electric path between the working unit motors 28 and 29 and the battery 31 is deenergized.
  • Relay circuit 73 is provided, and when it is detected that the SOC is lower than the second allowable lower limit value R 3 which is smaller than the first allowable lower limit value R 2 , the electrical path between the traveling unit motors 15 and 16 and the battery 31 are also provided with relay circuits 71 and 72 for de-energization. By configuring in this way, deterioration of the battery 31 due to overdischarge can be prevented.

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Abstract

【課題】回生余地を残してバッテリを充電することができ、過充電及び過放電を防止することができる電動乗用機を提供する。ＳＯＣを推定するためのバッテリ制御装置３４を設け、回生余地を残すためにＳＯＣを減少させる。また、走行部用モータ１５・１６に非通電時に機能する電磁ブレーキ３９・４０を設け、バッテリ３１の電圧Ｖが上限電圧Ｖｕ１を越えたことを検知したときに走行部用モータ１５・１６とバッテリ３１との電気経路を非通電にするリレー回路７１・７２を設けた。

Description

電動乗用機
　本発明は、電動乗用機の技術に関し、特に、バッテリを電源としモータ駆動とする電動乗用機の技術に関する。
　従来、走行部若しくは作業部のどちらか一方若しくは両方が電動である作業機が公知となっている。例えば、バッテリを電源とし、それぞれ独立に走行駆動される主駆動輪となる左右車輪と、左右車輪とは独立に走行駆動される操向輪となるキャスタ輪と、作業部としての芝刈機とを備え、旋回操作子の旋回指示入力に応じ、左右車輪の各走行駆動とキャスタ輪の走行駆動とを制御して旋回可能に構成した作業機は公知となっている。（特許文献１参照）。
　また、バッテリの電池性能を低下させることなく、燃費をさらに向上できるハイブリッドカーの充放電制御方法が公知となっている（特許文献２参照）。
特開２００８－１６８８６９号公報 特開２００１－３１４０４０号公報
　前記特許文献２における制御の場合、下り坂などを利用した回生エネルギーによるバッテリの充電が考慮されていなかった。そのため、充電が行われたバッテリに回生余地が残っておらず、過充電となる可能性があった。また、過充電などの原因により、バッテリの電圧が異常に上昇した場合のフェールセーフを行う必要があった。また、過放電によるバッテリの劣化を防ぐ必要があった。
　そこで、本発明は以上の如き状況に鑑み、回生余地を残してバッテリを充電することができ、過充電及び過放電を防止することができる電動乗用機を提供する。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　即ち、請求項１においては、バッテリを駆動源とする電動乗用機であって、ＳＯＣを推定するためのユニットを設け、回生余地を残すためにＳＯＣを減少させるものである。
　請求項２においては、走行系の電動機器駆動部に電磁ブレーキを設け、前記電磁ブレーキは非通電時に機能し、バッテリ電圧が許容上限値を越えたことを検知したときに、前記電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電にするための手段を設けたものである。
　請求項３においては、前記電動乗用機は陸上走行物で、ＳＯＣが第一許容下限値よりも低下したことを検知したときは走行系以外の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電にするための手段を設け、ＳＯＣが第一許容下限値より小さい第二許容下限値よりも低下したことを検知したときは走行系の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路も非通電にするための手段を設けたものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。すなわち、回生によるバッテリ電圧の異常上昇を防止できる。また、バッテリ電圧の異常上昇時に電動機器を確実に停止できる。また、バッテリの過放電による劣化を防止できる。
本発明の一実施形態にかかる電動作業機の平面図。 走行部用モータ及び走行駆動輪を示す斜視図。 制御装置の接続を示すブロック図。 充電制御を示すフローチャート図。 充電制御前のバッテリ及び各セルを示す回路図並びに各セルの電圧を示すグラフ図。 （Ａ）充電制御前のセルの電圧を示すグラフ図（Ｂ）充電制御後のセルの電圧を示すグラフ図。 充電制御後のバッテリ及び各セルを示す回路図並びに各セルの電圧を示すグラフ図。 充放電制御を示すフローチャート図。 充放電制御を示すフローチャート図。
　本発明の電動作業機を芝刈作業機１とした実施形態を、図１、図２及び図３を用いて全体構成から説明する。なお、以下において、矢印Ｆ方向を前方向とし、矢印Ｒ方向を右方向とし、矢印Ｌ方向を左方向と規定して説明する。
　芝刈作業機１は、図１に示すように、機体フレーム２の後部左右両側に走行部としての左右の走行駆動輪１１・１２が配置され、機体フレーム２の前部左右両側に補助輪となるキャスタ輪１３・１４が配置される。前記走行駆動輪１１・１２とキャスタ輪１３・１４の間の機体フレーム２の下方に作業部として芝刈機３が配置される。機体フレーム２の上部が運転操作部４とされ、前後略中央にオペレータが着座する操縦席としての座席シート５が配置され、該座席シート５の左右両側に旋回操作及び変速操作を可能とする駆動操作具となる旋回レバー２１・２２や、パーキングスイッチ２５（図３参照）や、キースイッチ３５や、作業部スイッチ３６や、図示しない作業レバーや操作スイッチ等が配置される。また、機体フレーム２の後部には、バッテリ３１が設けられている。
　また、座席シート５には着座センサ３３が設けられている。着座センサ３３は、例えば操縦者の体重を感知する歪み感知センサで構成されており、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。但し、着座センサ３３は座席シート５上に操縦者が存在することを検知できればよく歪み感知センサに限定するものではない。
　また、機体フレーム２の任意位置に制御装置５０が配置される。本実施形態においては、図１に示すように、制御装置５０は座席シート５の下方の空間に設けられている。
　前記走行駆動輪１１・１２は電動機器であり、図１及び図２に示すように、それぞれ左右の走行部用モータ１５・１６の出力軸とギヤケース４１内部の図示せぬ動力伝達機構を介して連結され、それぞれ独立して駆動可能としている。走行系の電動機器駆動部としての走行部用モータ１５・１６は、正逆転可能な電動モータであり、図３に示すように、制御装置５０と接続され、正逆転駆動、及び、回転数を制御可能に構成されている。つまり、変速制御可能に構成している。なお、走行部用モータ１５・１６はホイルと一体的に構成したホイルインモータとすることも、走行部用モータ１５・１６の出力軸と走行駆動輪１１・１２の車軸との間に減速機構を配設して、走行部用モータ１５・１６を機体フレーム２に設ける構成とすることも可能である。
　また、走行部用モータ１５・１６は、通常は駆動力として用いていられているが、下り坂などでは発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける回生ブレーキとして使用することも可能である。この場合、走行部用モータ１５・１６によって発電された回生電力はバッテリ３１に回収される。言い換えれば、回生エネルギーによってバッテリ３１の充電が行われる。
　図２及び図３に示すように、前記走行部用モータ１５・１６の出力軸近傍、または、走行駆動輪１１・１２、または、減速機構には、走行駆動輪１１・１２の回転速度（回転数）を検知する回転速度検出手段となる回転速度センサ１７・１８が設けられている。該回転速度センサ１７・１８は制御装置５０と接続されている。
　前記キャスタ輪１３・１４は、車輪を回転自在に支持する車軸がブラケット１９・２０に水平方向に支持され、該ブラケット１９・２０の上部から上方に支持軸が立設され、該支持軸が機体フレーム２に対して左右回転自在に支持される構成としている。よって、キャスタ輪１３・１４は左右方向に回転自在となっている。なお、補助輪となるキャスタ輪１３・１４は１輪とすることも可能であり、また、３輪以上に構成することも可能である。また、補助輪となるキャスタ輪１３・１４は前輪としているが、後輪とすることも可能である。つまり、走行駆動輪１１・１２を前輪、キャスタ輪１３・１４を後輪とすることもできる（図１参照）。
　前記芝刈機３は、電動機器であり、図１に示す昇降リンク機構３０を介して機体フレーム２に対して昇降可能に連結されている。芝刈機３は、モアデッキ内に刈刃２６・２７を回転可能に配置し、該刈刃２６・２７を作業系の電動機器駆動部としての作業部用モータ２８・２９により回転駆動可能に構成している。作業部用モータ２８・２９は制御装置５０と接続されている。なお、芝刈機３は機体フレーム２の下方に配置しているが、機体フレーム２の前方に配置することも、機体フレーム２の後方に配置することも、機体フレーム２の側方に配置することも可能であり限定するものではない。また、刈刃はブレード式やバリカン式やリール式等限定するものではない。
　運転操作部４に設けた旋回レバー２１・２２は、それぞれ中立位置から前後方向に回動することにより左右対応する走行駆動輪１１・１２の回転方向及び回転速度を設定して、進行方向及び走行速度を変更するための手段である。具体的には、旋回レバー２１・２２を中立位置から前方への回動する回動角度が大きいほど、走行駆動輪１１・１２の前進回転速度が速くなり、芝刈作業機１の前進走行速度が速くなる。また、旋回レバー２１・２２を中立位置から後方へ回動する回動角度が大きくなるほど、走行駆動輪１１・１２の後進回転速度が速くなり、芝刈作業機１の後進走行速度が速くなる。
　また、運転操作部には、パーキングスイッチ２５が設けられている（図３参照）。本実施形態においては、旋回レバー２１・２２を中立位置とすることにより、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態となるように構成されている。なお、パーキングスイッチ２５を独立して設けることも可能である。
　前記旋回レバー２１・２２の回動基部にはそれぞれ旋回レバー２１・２２の回動角度を検知するセンサとしてのレバーセンサ２３・２４が設けられている。レバーセンサ２３・２４は、図３に示すように、制御装置５０と接続されている。こうして、旋回レバー２１・２２の回動がレバーセンサ２３・２４により検知されて、その検知信号が制御装置５０に入力され、該制御装置５０により左右の走行部用モータ１５・１６が前記旋回レバー２１・２２の回動角度に応じて駆動され、芝刈作業機１を走行させることができる。
　また、運転操作部４に設けられた作業部スイッチ３６をＯＮ状態とすることにより、芝刈機３の刈刃２６・２７を作業部用モータ２８・２９により回転駆動させる。作業部スイッチ３６は、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。
　バッテリ３１は機体フレーム２後部に設けられている。バッテリ３１は、脱着可能なパックとして構成されており、図３に示すように、接続端子３１ａが設けられている。車体側にも接続端子３１ｂが設けられており、車体側の接続端子３１ｂは、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。また、バッテリ３１の内部には、バッテリ制御装置３４や充電用リレー回路３７が設けられている。バッテリ制御装置３４は、充電時に過充電とならないように制御したり、温度が異常に高くならないように制御したり、後述する充電コネクタ３１ｄに設ける検知部３１ｅにより充電器１０１と接続されたかを判断するとともに、充電用リレー回路３７を切り替えて後述の制御装置５０に充電中であること送信したりする。
　バッテリ３１は、図３に示すように、Ｎ個のセル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮを有している。図５に示すように、Ｎ個のセル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮは直列につながれており、各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮの電圧Ｖ１・Ｖ２・・・ＶＮの総和がバッテリ３１の電圧Ｖとなる。
　また、バッテリ３１は、図３に示すように、高圧の直流電圧を低圧の直流電圧に変換するＤＣ－ＤＣコンバータ３８を有している。
　また、バッテリ３１には充電コネクタ３１ｄが設けられている。充電コネクタ３１ｄは外部の充電器１０１と接続可能であり、充電コネクタ３１ｄを外部の充電器１０１と接続することにより、バッテリ３１の充電を行う。充電コネクタ３１ｄに充電器１０１が接続されたどうかは、充電コネクタ３１ｄに設けた検知部３１ｅにより検知され、検知部３１ｅは制御装置５０と接続されている。
　制御装置５０は、図３に示すように、走行部用モータ１５・１６、回転速度センサ１７・１８、レバーセンサ２３・２４、作業部用モータ２８・２９、着座センサ３３、作業部スイッチ３６、と接続されている。また、制御装置５０は、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７と接続されている。
　制御装置５０は、ＣＰＵや記憶手段からなり、ＣＰＵは中央演算処理装置であり、記憶手段は制御プログラムやマップ等を記憶したＲＯＭや入力したデータ等を記憶するＲＡＭである。
　走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７はインバータ回路で構成されており、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の出力を制御する装置である。また、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧（または電流）を検知し、制御装置５０に送信している。走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は、それぞれ、座席シート５の下方の空間に設けられている。
　走行部用モータドライバ６５・６６と作業部用モータドライバ６７はバッテリ３１と電気経路３２ｂを介して接続されており、電気経路３２ｂから供給される直流電力を交流電力に変換して走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に供給する。
　電気経路３２ｂの中途部にはバッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との間の電気経路３２ｂを通電又は非通電状態に切り替える手段としてのリレー回路７１・７２・７３が設けられている。リレー回路７１・７２・７３は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号によりリレー回路７１・７２・７３の通電又は非通電状態が切り替えられる構成としている。
　芝刈作業機１には補助電源（バックアップ電源）５０ａが搭載されている。補助電源５０ａは制御装置５０と接続し、バッテリ３１が外された状態や充電時等でも制御装置５０やセンサ等に電力を供給して、芝刈作業機１や操縦者の安全性を担保している。
　即ち、補助電源５０ａは電気経路を介して走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７と接続しており、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７とバッテリ３１とが非接続の場合であっても、補助電源５０ａから走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７へ制御用の電力が供給されている。走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は、常時、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９にバッテリ３１から電力が供給されているかを検出し、制御装置５０に送信するようにしている。
　また、制御装置５０は、バッテリ３１と電気経路３２ａを介して接続されている。電気経路３２ａの中途部にはキースイッチ３５が設けられており、キースイッチ３５を操作することにより電源リレー回路４２の接点４２ａのＯＮ・ＯＦＦが切り替えられる。つまり、キースイッチ３５の操作により電気経路３２ａの接続・非接続を切り替えることができる。
　キースイッチ３５がＯＮ状態となった場合、電源リレー回路４２がＯＮ状態に切り替わり、電力が供給されたことを制御装置５０に送信し、制御装置５０より接続制御信号がリレー回路７１・７２・７３に送信されて切り替え、電力供給経路３２ｂが接続されて、バッテリ３１から走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７へ電力が供給可能とされる。
　また、制御装置５０とバッテリ３１との間には接続確認用電気経路３２ｃが設けられており、バッテリ３１側の接続端子３１ａと車体側の接続端子３１ｂとの間に脱着を検知する脱着検知センサ７４が設けられ、接続確認用電気経路３２ｃを介して制御装置５０と接続している。
　制御装置５０は、前記各センサからの信号により、左右の走行部用モータ１５・１６の出力を制御する。つまり、左右の旋回レバー２１・２２の操作量に応じて進行方向の指令値を算出して、それぞれの指令値に応じて走行部用モータドライバ６５・６６に指令値を送信し、走行部用モータドライバ６５・６６から走行部用モータ１５・１６に駆動信号（モータ駆動電力）を出力する。
　また、制御装置５０は、作業部用モータ２８・２９の出力を制御する。つまり、制御装置５０は、作業部用モータ２８・２９のトルクが一定となるように指令値を算出して、それぞれの指令値に応じて作業部用モータドライバ６７に指令値を送信し、作業部用モータドライバ６７から作業部用モータ２８・２９に駆動信号（モータ駆動電力）を出力する。
　次に、走行部用モータ１５・１６を電気的に停止させるための前記リレー回路７１・７２と、物理的に停止させるための電磁ブレーキ３９・４０について説明する。
　図３に示すように、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６との間には、電力の供給と遮断を切り替える手段としてのリレー回路７１・７２が設けられている。リレー回路７１・７２は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号によりリレー回路７１・７２が切り替えられる構成としている。なお、リレー回路７１とリレー回路７２とは同様の構成であるので、走行部用モータ１５に対応するリレー回路７１について説明する。
　リレー回路７１は、正常の走行時や作業時に、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５とを接続する。電圧が異常に高くなった場合やバッテリ３１が離脱した場合などの異常時には、制御装置５０よりリレー回路７１に遮断信号が送信されて、リレー回路７１によりバッテリ３１と走行部用モータドライバ６５との接続が遮断され、走行部用モータ１５に電力が供給されなくなる。これにより、走行部用モータ１５が停止する。
　また、図２、図３に示すように、走行部用モータ１５・１６と走行駆動輪１１・１２との間には電磁ブレーキ３９・４０が設けられている。電磁ブレーキ３９・４０は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号により制動と非制動が切り替えられる。電磁ブレーキ３９と４０は同様の構成であるので走行部用モータ１５に対応する電磁ブレーキ３９について説明する。
　図２に示すように、走行部用モータ１５と走行駆動輪１１との間には図示せぬ動力伝達機構を格納するギヤケース４１が設けられている。電磁ブレーキ３９は、ギヤケース４１の内部であって走行部用モータ１５の駆動軸に設けられている。電磁ブレーキ３９は通電している状態では開放されており、電力が遮断された状態では摩擦板を圧接させることで走行駆動輪１１を制動する。但し、作業部用モータ２８・２９にも前記同様に電磁ブレーキを取り付け、制御することも可能である。
　バッテリ制御装置３４には電池監視回路４３が接続され、電池監視回路４３は各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・・と接続されている。電池監視回路４３は、各セルの電圧や放電電流を演算し、バッテリ制御装置３４に送信している。
　次に、バッテリ３１の回生余地を残すためにＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ）を充電制御について図４を用いて、説明する。
　図５に示すように、バッテリ３１のＳＯＣが１００％、すなわち満充電状態である場合には、回生エネルギーが走行部用モータ１５・１６からバッテリ３１に送られた場合でも、バッテリ３１に回生余地が無く、回生が行われないだけでなくバッテリ３１が過充電状態となり故障するおそれがあった。そこで、バッテリ３１の回生余地を残すためにＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ）を減少させる充電制御を行うものである。
　まず、バッテリ制御装置３４において、バッテリ３１のＳＯＣが１００％以上であるか否かについて判断する（ステップＳ１０）。ここでＳＯＣとは、バッテリ３１の充電状態を表す指標であり、百分率で表され、１００％が満充電状態、０％が完全放電状態を表す。バッテリ３１のＳＯＣが１００％以上であれば、バッテリ３１は満充電状態であり、バッテリ３１のＳＯＣが１００％より小さければ、バッテリ３１は満充電状態ではなく、充電の余地がある。バッテリ３１のＳＯＣはバッテリ制御装置３４によって算出される。
　ステップＳ１０において、バッテリのＳＯＣが１００％以上であれば、バッテリの電圧Ｅが上限電圧Ｖｕ１以上であるか否かについて判断する（ステップＳ２０）。上限電圧Ｖｕ１は、満充電となった時の電圧であり、最大充電した場合に許容できる電圧である。また、ステップＳ１０において、バッテリのＳＯＣが１００％よりも小さければ後述する充放電制御を行う。
　ステップＳ２０において、バッテリの電圧Ｅが上限電圧Ｖｕ１以上であれば、何らかの異常が生じているものと判断して（ステップＳ３０）、リレー回路７１・７２を開いて（非接続として）バッテリ３１から走行部用モータドライバ６５・６６への電力の供給を停止し、電磁ブレーキ３９・４０も作動させる。（ステップＳ４０）。そして、運転を停止する（ステップＳ５０）。
　また、ステップＳ２０において、バッテリ３１の電圧Ｖが上限電圧Ｖｕ１よりも小さければ（未満であれば）、放電中であるか否かについて判断する（ステップＳ６０）。ここで、放電中とは、例えば、作業部用モータ２８・２９を駆動させている状態などである。ステップＳ６０において放電中であれば、運転を継続する（ステップＳ５０）。ステップＳ６０において放電中でなければ、回生充電可能な余地を作るための処理を行う。
　ステップＳ７０以降ステップＳ１１０までの処理（バランス処理）はバッテリ３１の各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮごとに行う。
　ここでは、セル３１Ｃ１に関するバランス処理について説明する。
　ステップＳ７０において、セル３１Ｃ１のセル電圧Ｖ１を検知し、セル電圧Ｖ１がバランス開始電圧Ｖａより高いか判断する。バランス開始電圧Ｖａは、高いセル電圧のセルを回生できるようにするための電圧に下げる時の目標電圧である。なお、セル電圧は電池監視回路４３により検知される。
　セル電圧Ｖ１がバランス開始電圧Ｖａ以下の低い電圧（Ｖ１≦Ｖａ）であれば、バランスさせる（電圧を下げる）必要がないため、運転が継続される（ステップＳ５０）。図６（Ａ）に示すように、セル電圧Ｖ１がバランス開始電圧Ｖａより高い（Ｖ１＞Ｖａ）場合には、ステップＳ８０に移行する。
　ステップＳ８０において、セル電圧Ｖ１と他の全てのセルの中で最も電圧が低いセルの電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎとの差Ｄ１と、バランス開始電圧差Ｄａを比較する。
　図６（Ａ）に示すように、ステップＳ８０において、差Ｄ１がバランス開始電圧差Ｄａよりも大きい場合には、セルバランス動作（放電）を開始する（ステップＳ９０）。
　また、ステップＳ８０において、差Ｄ１がバランス開始電圧差Ｄａ以下である（Ｄ１≦Ｄａ）場合には運転を続行する（ステップＳ５０）。つまり、セル電圧Ｖ１と最も低いセル電圧Ｖｍｉｎとの差がほとんど無い場合には運転を続行する。
　次に、ステップＳ１００において、セル電圧Ｖ１がバランス停止電圧Ｖｂ以下であるかを判断する。
　図６（ｂ）に示すように、ステップＳ１００において、セル電圧Ｖ１がバランス停止電圧Ｖｂ以下であると、セルバランス動作（放電）を停止し（ステップＳ１０５）、運転を続行する（ステップＳ５０）。なお、バランス停止電圧Ｖｂはバランス開始電圧Ｖａより低い値に設定されている。
　セル電圧Ｖｃ１がバランス停止電圧Ｖｂより高い場合には、セル電圧Ｖｃ１と最も電圧が低いセルの電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎとの差Ｄ１が、所定のバランス停止電圧差Ｄｂ以下であるか否かについて判断する（ステップＳ１１０）。
　図６（ｂ）に示すように、差Ｄ１が、所定のバランス停止電圧差Ｄｂ以下である（Ｄ１≦Ｄｂ）場合には運転を続行する（ステップＳ５０）。
　また、差Ｄ１がバランス停止電圧差Ｄｂより大きい場合にはステップＳ９０に移行し、放電を続行する。なお、バランス停止電圧差Ｄｂはバランス開始電圧差Ｄａより低い値である。
　前記処理が各セルについて行われることで、図７に示すように、バッテリ３１を構成する全てのセル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮについて満充電状態から一定量だけ充電量を減少させた状態にすることができる。
　次に、ＳＯＣを用いた過放電によるバッテリ３１の劣化を防止するための充放電制御について図８及び図９を用いて説明する。
　バッテリ３１が放電することにより充電量を減少させたことにより、過放電状態が起こるおそれがある。過放電状態においては、バッテリ３１が劣化し、充電容量が減少することがある。そこで、過放電状態によるバッテリ３１の劣化を防止するためにＳＯＣを用いて充放電制御を行う。
　まず、バッテリ３１の電圧を測定する（ステップＳ２１０）。次に、放電電流を積算する（ステップＳ２２０）。次に、バッテリ３１の電圧及び電流の積算値に基づいてバッテリ制御装置３４がＳＯＣを算出する（ステップＳ２３０）。
　次に、充電中であるか否かについて判断する（ステップＳ２４０）。ステップＳ２４０において充電中であった場合には、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１以上であるか否かについて判断する（ステップＳ２５０）。ステップＳ２５０において、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１以上あった場合には、前記充電制御に移行する。ステップＳ２５０において、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１よりも小さかった場合には、後述するステップＳ２９０（図９参照）に移行する。
　ステップＳ２４０において充電中で無かった場合には、放電中であるか否かについて判断する（ステップＳ２６０）。ステップＳ２６０において放電中であった場合には、図９に示すように、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１以上であるか否かについて判断する（ステップＳ２７０）。ステップＳ２７０において、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１以上あった場合には、バッテリ残量が十分あると判断して、図９に示すように、その後、通常の運転を継続若しくは停止し（ステップＳ２８０）、制御を終了する。ステップＳ２７０において、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１よりも小さい場合には、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１よりも小さく第一許容下限値Ｒ２以上であるか否かについて判断する（ステップＳ２９０）。
　ステップＳ２９０において、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１よりも小さく第一許容下限値Ｒ２以上である場合には、バッテリ残量が低下し充電が必要な状態となっているとし、オペレータに電圧低下の予告を通知する（ステップＳ３００）。例えば、運転操作部４に表示灯を設けて表示灯を点滅させることにより通知する。通知する方法は、これに限定するものでなく、例えば、液晶表示部を設けて、液晶表示部にメッセージを表示することも可能であるし、音響手段を設けて、音によって通知することも可能である。
　そして、走行部用モータ１５・１６の出力を制限する（ステップＳ３１０）。具体的には、走行部用モータ１５・１６の上限回転数を設けて上限回転数以上の回転数にならないように制御する。その後、通常の運転を継続若しくは停止し（ステップＳ２８０）、制御を終了する。
　ステップＳ２９０において、ＳＯＣが第一上限値Ｒ１以上である若しくは第一許容下限値Ｒ２よりも小さいと判断された場合には、ＳＯＣが第一許容下限値Ｒ２よりも小さく第二許容下限値Ｒ３以上であるか否かについて判断する（ステップＳ３２０）。
　ステップＳ３２０において、ＳＯＣが第一許容下限値Ｒ２よりも小さく第二許容下限値Ｒ３以上であった場合には、バッテリ残量が更に低下し充電が必要な状態であり、作業と走行の両方を作動させることが難しくなっている状態となっているとし、オペレータに電圧低下の警告を通知する（ステップＳ３３０）。例えば、運転操作部４に表示灯を設けて表示灯の点滅間隔を早めることにより通知する。通知する方法は、これに限定するものでなく、例えば、液晶表示部を設けて、液晶表示部にメッセージを表示することも可能であるし、音響手段を設けて、音によって通知することも可能である。
　そして、作業部用モータ２８・２９を停止する（ステップＳ３４０）。その後、通常の運転を継続若しくは停止し（ステップＳ２８０）、制御を終了する。
　ステップＳ３２０において、ＳＯＣが第一許容下限値Ｒ２以上である若しくは第二許容下限値Ｒ３よりも小さいと判断された場合には、バッテリ残量が更に低下し充電が必要な状態であり、作業部を停止した状態で、走行させることが難しくなっている状態となっているとし、オペレータに電圧低下の異常を通知する（ステップＳ３５０）。例えば、運転操作部４に表示灯を設けて表示灯を点灯させ続けることにより通知する。通知する方法は、これに限定するものでなく、例えば、液晶表示部を設けて、液晶表示部にメッセージを表示することも可能であるし、音響手段を設けて、音によって通知することも可能である。
　そして、走行部用モータ１５・１６を停止する（ステップＳ３６０）。その後、通常の運転を継続若しくは停止し（ステップＳ２８０）、制御を終了する。
　前記第一上限値Ｒ１、第一許容下限値Ｒ２、及び第二許容下限値Ｒ３は、
　Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３
　となるような値であり、例えばＲ１は３０％、Ｒ２は２０％、Ｒ３は１０％である。
　以上のように、バッテリ３１を駆動源とする芝刈作業機１であって、ＳＯＣを推定するためのバッテリ制御装置３４を設け、回生余地を残すためにＳＯＣを減少させるものである。
　このように構成することにより、回生によるバッテリ電圧の異常上昇を防止できる。
　また、走行部用モータ１５・１６に非通電時に機能する電磁ブレーキ３９・４０を設け、バッテリ３１の電圧Ｖが上限電圧Ｖｕ１を越えたことを検知したときに、走行部用モータ１５・１６とバッテリ３１との電気経路を非通電にするためのリレー回路７１・７２を設けたものである。
　このように構成することにより、バッテリ３１の電圧Ｖの異常上昇時に走行部用モータ１５・１６を確実に停止できる。
　また、芝刈作業機１は陸上走行物で、ＳＯＣが第一許容下限値Ｒ２よりも低下したことを検知したときは作業部用モータ２８・２９とバッテリ３１との電気経路を非通電にするためのリレー回路７３を設け、ＳＯＣが第一許容下限値Ｒ２より小さい第二許容下限値Ｒ３よりも低下したことを検知したときは走行部用モータ１５・１６とバッテリ３１との電気経路も非通電にするためのリレー回路７１・７２を設けたものである。
　このように構成することにより、バッテリ３１の過放電による劣化を防止できる。
　１　　芝刈作業機（電動作業機）
　２　　機体フレーム
　３　　芝刈機（作業部）
　４　　運転操作部
　５　　座席シート（操縦席）
　１１・１２　　走行駆動輪
　１３・１４　　キャスタ輪
　１５・１６　　走行部用モータ（走行系の電動機器駆動部）
　２１・２２　　旋回レバー（駆動操作具）
　２３・２４　　レバーセンサ
　２５　　パーキングスイッチ
　２８・２９　　作業部用モータ
　３１　　バッテリ
　３１ｃ　　充電コネクタ
　３２ｂ　　電気経路
　３３　　着座センサ
　３５　　キースイッチ
　３９・４０　　電磁ブレーキ
　５０　　制御装置
　６５・６６　　走行部用モータドライバ
　６７　　作業部用モータドライバ
　７１・７２・７３　　リレー回路
　７４　　脱着検知センサ（センサ）

Claims (3)

  1. 　バッテリを駆動源とする電動乗用機であって、
    　ＳＯＣを推定するためのユニットを設け、回生余地を残すためにＳＯＣを減少させることを特徴とする電動乗用機。
  2. 　走行系の電動機器駆動部に電磁ブレーキを設け、前記電磁ブレーキは非通電時に機能し、バッテリ電圧が許容上限値を越えたことを検知したときに、前記電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電にするための手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動乗用機。
  3. 　前記電動乗用機は陸上走行物で、ＳＯＣが第一許容下限値よりも低下したことを検知したときは走行系以外の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電にするための手段を設け、
    　ＳＯＣが第一許容下限値より小さい第二許容下限値よりも低下したことを検知したときは走行系の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路も非通電にするための手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動乗用機。
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