電動管理機の駆動制御装置
【課題】 バッテリ電源によりモータを回転駆動して、耕耘ロータを駆動し土壌を耕耘する形態にあっては、耕耘負荷や、負荷変動が大きいために、バッテリの消費も大きく、負荷変動に対する出力の加減操作等が煩雑であり、作業能率や、長時間にわたる良好な作業性を維持し難いものである。
【解決手段】 充電制御回路27と放電制御回路28を備えたバッテリー1で電動のモータ2によって駆動する耕耘ロータ3を有する電動管理機において、このモータ2の回転数を制御するモータ駆動回路42を設け、このモータ2の平均電流が大きい状態が一定時間継続することにより、このモータ2の回転数を低下させて駆動する駆動制御装置の構成。
【解決手段】 充電制御回路27と放電制御回路28を備えたバッテリー1で電動のモータ2によって駆動する耕耘ロータ3を有する電動管理機において、このモータ2の回転数を制御するモータ駆動回路42を設け、このモータ2の平均電流が大きい状態が一定時間継続することにより、このモータ2の回転数を低下させて駆動する駆動制御装置の構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、バッテリ電源によって耕耘ロータを長時間にわたり回転駆動して耕耘する電動管理機の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
バッテリ電源によって耕耘ロータを回転駆動して耕耘する技術(例えば、特許文献1参照)は知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009ー34000号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
バッテリ電源によりモータを回転駆動して、耕耘ロータを駆動し土壌を耕耘する形態にあっては、耕耘負荷や、負荷変動が大きいために、バッテリの消費も大きく、負荷変動に対する出力の加減操作等が煩雑であり、作業能率や、長時間にわたる良好な作業性を維持し難いものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、充電制御回路27と放電制御回路28を備えたバッテリー1で電動のモータ2によって駆動する耕耘ロータ3を有する電動管理機において、このモータ2の回転数を制御するモータ駆動回路42を設け、このモータ2の平均電流が設定値より大きい状態が一定時間継続することにより、このモータ2の回転数を低下させて駆動することを特徴とする駆動制御装置の構成とする。
【0006】
電動管理機は、機体にバッテリー1とモータ2を搭載して、機体底部に装着の耕耘ロータ3をこのモータ2によって駆動伝動して耕耘するものである。運転スイッチ4のON操作することにより、運転信号を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリー1から電流を供給してモータ2を回転させる。運転中に一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回転の平均電流を算出し、その電流値が一定値以上を超えている状態が、一定時間以上経過したら回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2駆動信号とする。作業中の過負荷を適切に判断して、負荷低減の処理を行うものである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、前記モータ2の平均電流が一定値以上で、かつ電流変動も一定値以上継続することにより、モータ2の回転数を低下させるように制御する。
前記にように運転スイッチ4のON操作により運転信号を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリー1から電流を供給してモータ2を回転させる。運転中に一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回数の平均電流を算出し、その電流値が一定値以上を超えており、かつ電流変動が一定値以上の状態が一定時間以上経過したら、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とする。モータ2の平均電流値とともに電流変動による回転数の低下を判断して、作業状態に応じて適切な回転数とすることができる。
【0008】
請求項3に記載の発明は、前記モータ2の回転数を低下させたあと、平均電流が小さい状態が一定時間継続により、元の回転数に戻すように制御する。
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、モータ回転数の低下処理を行った後、再びモータ2の電流を読み込み、一定値以下の状態が一定時間継続したらモータ2の回転数を元の状態に戻す。一時的な負荷変動発生時に適切に対応することが可能になる。
【0009】
請求項4に記載の発明は、前記モータ2の回転数を低下させたあと、運転スイッチ4がONされることにより、元の回転数に戻すように制御する。
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、回転数低下処理を行った後、運転スイッチ4を読み込み、この運転スイッチ4ONのときは、元のモータ2の回転数の駆動信号をセットして出力する。従って、簡単に元の回転数に戻すことができ、作業性、操作性を向上することができる。
【0010】
請求項5に記載の発明は、前記モータ2の回転数を低下させるときの下限値を設定しておき、回転数がこの下限値を低下することにより、低下処理を止めるように制御する。
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回数の平均電流を算出し、その電流値が一定値以上を超えている状態が一定時間以上経過したら、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とするとき、駆動信号が一定値以下のときは下限値(最低回転数)をセットする。そして、モータ2の回転数の下げ過ぎにより作業に支障が出るのを防止する。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に記載の発明は、電動管理機において、モータ2の回転数を制御することにより、平均負荷が大きい状態が一定時間継続したら、モータ2の回転数を自動的に低下させるものであるから、管理作業中の耕耘ロータ3に働く過負荷を適切に判断して、負荷低減の処理操作を容易に行うことができる。
【0012】
請求項2に記載の発明は、前記電動管理機の、モータ2回転数の制御において、平均負荷電流が一定値以上で、かつ電流変動が一定値以上の状態が一定時間継続したときのモータ2回転数を自動的に低下させるものであるから、モータ2回転数の低下を判断する判断精度を高くして、作業状態に応じてより適切な回転数とすることができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、前記のようなモータ2の回転数の低下によって、平均負荷電流が一定時間継続して低下したら、元の回転数に戻すように制御することによって、一時的、乃至局部的な負荷変動の発生に対して適切に対応することができ易くなる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、前記のようにしてモータ2の回転数を低下させるとき、手動操作による運転スイッチ4がONされたら、これによって回転数を元の回転数に自動的に戻すように制御することによって、簡単に元の回転数に戻すことができ、この作業性、操作性を向上することができる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、前記のようにしてモータ2の回転数を低下させるとき、回転数の下限値を設けておき、この下限値まで回転数が低下したら、この回転数の低下処理を自動的に停止するように制御するものであるから、モータ2の回転数の下げ過ぎによる作業支障を未然に防止して、作業性、操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】電動管理機の側面図。
【図2】その背面図。
【図3】その平面図。
【図4】モータに働く負荷電流の状態を示す電流グラフ。
【図5】モータ電動回路のブロック図。
【図6】電動モータ駆動制御回路部のブロック図(A)と、スイッチング回路部のブロック図(B)。
【図7】そのモータ駆動制御のフローチャート。
【図8】そのスイッチ制御のフローチャート。
【図9】充電器を連結したモータ駆動制御回路部のブロック図。
【図10】そのモニタ制御部のブロック図(A)と、モータ駆動回路のブロック図(B)。
【図11】そのフローチャート。
【図12】モータ電流入力センサによる負荷電流値を示すグラフ。
【図13】電流変動する場合のフローチャート。
【図14】そのモータ電流入力センサによる検出負荷電流を示すグラフ。
【図15】そのモータ回転数低下処理を繰返す場合のフローチャート。
【図16】その運転スイッチを手動でON操作した場合のフローチャート。
【図17】その回転数の下限値を設定した場合のフローチャート。
【図18】モータ起動時の電動制フローチャート。
【図19】そのモータのスイッチをON,OFF制御するフローチャート。
【図20】充電用、放電用コネクタを有するモータ駆動回路のブロック図(A)と、そのバッテリパックのブロック図(B)、及びコネクタ部のブロック図(C)。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図面に基づいて、電動走行管理作業機は、耕耘爪5を有する耕耘ロータ3を駆動回転させて土壌面を耕耘しながら推進走行するカルチベータ形態の耕耘作業機から構成される。作業機フレーム6の上側には、バッテリ1と、このバッテリ1によって電動される電動モータ2等を搭載している。このフレーム6の前部で電動モータ2の下側には、上下方向のモータ伝動軸を軸受内装する伝動ケース7を設け、この伝動ケース7の下部に、前記モータ伝動軸を介して伝動により横軸芯周りに回転駆動するロータリ軸8を軸支している。この中央部の伝動ケース7から左右両側へ張り出すこのロータリ軸8の周りには、耕耘爪5を配置すると共に、両端にはサイドデイスク9を取付けて、耕耘ロータ3を構成している。
【0018】
耕耘ロータ3の上方を覆う平面視円盤形状のモータベース10は、底部を作業機フレーム6上に取付け支持させて、このモータベース10の上側の前部に電動モータ2を取付け、後部にはバッテリ1を収容のバッテリケース11を搭載している。又、このモータベース10の上側はモータカバー12で開閉可能に覆っている。前記バッテリケース11は、上端にハンドルを有して取扱いを行い易くし、底面には前記モータベース10に形成の係合穴に、このバッテリケース11の移動を阻止する突子を嵌合している。
【0019】
前記作業機フレーム6の後部にはハンドルフレーム13を斜め後方上部に向かって設けて、この後端部左右両側に一対の操作ハンドル14を分岐して設け、各操作ハンドル14にはグリップ15を設けている。この右手側のハンドル14には、このグリップ15近傍に電動モータ2の駆動を入り切りする操作レバー17を設けている。
【0020】
前記作業機フレーム6の後端部には作業機を移動するときに下側へ回動させて機体を支持する補助輪18と、耕耘作業時にダッシングを防止する抵抗棒19を取り付けている。この補助輪18は不使用時は後方へ回動させて収納姿勢にしておく。
【0021】
前記ハンドルフレーム13に対する操作ハンドル14の取付位置に形成する操作ケース部には、バッテリ1からの電源の入り切りをするキースイッチ16を設ける。又、バッテリケース11の後面には、このバッテリケース11内のバッテリ1と前記電動モータ2との間を接続するモータ駆動回路20の出力端子21と、このバッテリ1を充電するための充電端子22とを各々設けている。
【0022】
前記バッテリケース11は、後部外壁部に前記出力端子21、充電端子22を設け、内部に複数のバッテリセル23からなるバッテリ1(バッテリパック24)を設け、各バッテリセル23の上面に充電制御回路27を組み込んだ充電制御基板25を前後にスライドさせて挿脱可能に設け、更にこの上側に、適宜間隔離れて放電制御回路28を組み込んだ放電制御基板26を前後スライド可能にして着脱可能に設けている。前記充電制御基板25の端子は、前記充電端子22に配線接続し、各バッテリセル23との間は直接電気的に接続する。又、放電制御基板26は複数のバッテリセル23の直列接続による電圧が出力端子21に出力できるように回路構成している。
【0023】
前記放電制御基板26を、前記バッテリセル23と電動モータ2とを接続するモータ駆動回路20途中に介在すると共に、該放電制御基板26に、出力制御回路28a、電流検出回路29、スイッチング回路30、電流平滑回路31、過放電防止回路32、及び短絡防止回路33等を設ける。
【0024】
このうち出力制御回路28aは、キースイッチ34、運転(リミット)スイッチ4による運転信号制御回路35からの運転信号を受けてスイッチング回路30をON−OFF切換出力し、このスイッチング回路30のON−OFF切換出力は、前記モータ駆動回路20を遮断し、又は接続状態とするよう切り換える構成としている。
【0025】
また、電流検出回路29は放電制御基板26の制御電流を検出して、予め設定した設定電流値を超える状態が規定時間継続すると前記スイッチング回路30をOFFに切り換え、前記モータ駆動回路20を遮断するよう構成している。
【0026】
前記各充電制御基板25には過充電防止回路36を組み込み、一方、放電制御基板26には上記のように出力制御回路28a等のほか、電流検出回路29、電流平滑回路31、過放電防止回路32、短絡防止回路33、スイッチング回路30、及び出力制限回路39等を組み込んでいる。なお、この電流平滑回路31は、前記運転信号が入力されたときに生じるサージ電流を平滑処理する回路である。
【0027】
図9のブロック図は、バッテリ充電器40を接続した形態を示すが、充電完了の判定を行わせる形態で、充電器40側で充電完了、又は充電中と判断したときは所定のLED37を点灯し、又、充電制御基板25側の前記過充電防止回路36が作動することによって充電を停止することがある。
【0028】
前記放電制御基板26に対する短絡防止は上記短絡防止回路33で防止できる構成であるが、各充電制御回路27に対する短絡防止は、これら放電制御基板26毎に設けることなく、これらに共通の短絡防止回路41の基板を、充電端子22とこの充電制御基板27との間に設けている。
【0029】
前記バッテリケース11の出力端子21は、電動モータ2への出力端子21として前記モータ駆動回路20により電動モータ2に接続すると共に、信号入出力用の端子21として、運転信号制御回路35に連結して、この信号制御回路35から前記キースイッチ34や操作レバー17で作動される運転(リミット)スイッチ4等の入り切り信号を入力して前記出力制御回路28aへ運転信号を出力でき、或は、この出力制御回路28aによる出力に基づいて、前記信号制御回路35から電池残量や、警告表示信号等を入力して、これら電源入切LEDや、運転警告LED、電池残量LED等の各LED37に出力する構成としている。
【0030】
前記出力端子21は、ブレーカ38を介して電動モータ2に接続している。このブレーカ38は、モータ駆動回路20を入り切りするソレノイド作動形態のスイッチから成り、モータ駆動回路20の電流値が上昇すると励磁してスイッチOFF作動してモータ駆動回路20を切りにし、電動モータ2を停止位置とする構成である。又、このブレーカ38はON−OFFスイッチ形態として、前記モータベース10の後部上面に設けている。
【0031】
前記右手側ハンドル14の操作レバー17を、スプリング力に抗して把持して回動操作すると、運転スイッチ4をON作動して、前記運転信号制御回路35からの信号によって電動モータ2を駆動する。この操作レバー17の把持を開放すると、スプリング力によって戻されて、運転スイッチ4はOFFとなり、電動モータ2も停止する。
【0032】
耕耘作業にあたり、バッテリ1の充電状態を電池残量LEDの点滅等の残量モニタ39によって確認し、不足の場合は充電器を充電端子22に接続し所定の充電を行なう。耕耘作業の開始にあたっては、キースイッチ34を入りにして、操作レバー17を把持回動することにより運転スイッチ4をONすると、この運転スイッチ4のON信号は、運転信号制御回路(基板)35を経由して出力制御回路28に送信されスイッチング回路30を回路接続側に作動させバッテリ1により電動モータ2が駆動されて、この電動モータ2の駆動により耕耘ロータ3が回転し耕耘作業を行うことができる。
【0033】
この耕耘作業を停止するときには、作業者が操作レバー17の把持を離すとスプリング力で戻されて、運転スイッチ4のOFFによる運転信号によってバッテリ1からの駆動電流が遮断されて、耕耘ロータ3の駆動が停止される。
【0034】
前記構成の作用を図7、図8のフローチャートに基づき説明する。キースイッチ16がONされると(ステップS101)、各種スイッチ信号、各種検出センサ値を読み込む(S102)。ついで、運転スイッチ4がONであるか否か判定し(S103)、これら各ステップ(S101、S103)双方のON信号出力が整う運転信号のとき、スイッチング回路30へON信号が出力される(S104)。この出力を受けるとモータ駆動回路20が接続状態となり、バッテリ1と電動モータ2とは回路接続状態となって回転駆動する(S105)。
【0035】
運転中、電流検出回路29は常時、制御電流の監視を行い検出電流値と予め設定した所定値と比較し(S106)、ブレーカ38はモータ駆動回路20の負荷電流値を検出して過負荷状態か否か判定する(S107)。このステップ(S106)で所定値以下であり、かつステップ(S107)で過負荷状態にない場合は、前記スイッチング回路30へのON信号を継続するため、電動モータ8は回転駆動状態を維持する。
【0036】
一方、ステップ(S106)で所定値との比較において、所定値以下でないときであって予め設定した規定時間を越えると制御電流異常としてスイッチング回路30にはOFF信号が出力され(S111)、電動モータ2は停止する(S112)。
【0037】
上記のように、電流検出回路29とブレーカ38の両方で、バッテリ1、電動モータ2、配線等の保護を行うことができる。
また、図8に示すように運転スイッチ4を断続するときの電動モータ2駆動を制限する出力制限回路39については、前記のステップ(S111)の後、電動モータ2の停止出力がなされるが、これに続いてキースイッチ34がONされたか否か判定され(S201)、キースイッチ34がONするときは(S202)、前記スイッチング回路30へON出力する(S203)。一方ステップ(S202)で所定時間経過しないときは、スイッチング回路30はOFF出力を継続する(S205)。このように構成すると、運転スイッチ4をOFFしたとき所定時間は運転スイッチ4をONしてもその入力を受け付けず制限するものであるから電動モータ2起動時のハンチング動作を抑えることができ、バッテリ1及び出力制御回路28の保護を図る。
【0038】
前記モータ2の負荷電流は、図4のように下限ラインLと上限の過負荷ラインHとの間の標準作業位置Bに維持操作されて作業を行うことができる。作業機の起動時は起動処理位置Aとして、下限ラインLよりも小さい電流値に操作されるが、過負荷状態Cが一定時間(例えば、連続6秒)つづけばモータ2の回転数を下げるように低下処理を出力させて、標準作業位置Bへ下降し、又、下限ラインL位置に低下するとモータの回転数を上げるように回転数戻し処理を行って標準作業位置Bへ戻すように電流制御を行わせるものである。このようなモータ2の回転制御は、負荷電流値iを検出することによって行う。このとき、可変モータ2の回転数と負荷電流値iとの両方を検出しながら制御することも可能である。ここにおいて、作業機の駆動制御処理の形態を次のように講じた。
(1) モータの負荷電流が過負荷状態にあるときの制御処理について
ここにおいて、主として、図9〜図12に基づいて、前記充電制御回路27と放電制御回路28を備えた二次電池であるバッテリー1による電動モータ2によって駆動する耕耘ロータ3を有する電動管理機において、この駆動制御装置は、モータ2の平均電流iが大きい状態が一定時間t継続する(前記図4の過負荷状態Cの場合)ことにより、このモータ2の回転数を低下させて駆動するように制御する構成とする。即ち、充電制御回路27と放電制御回路28を備えたバッテリ(二次電池)1でモータ2を駆動して作業を行う電動管理機において、このモータ2の駆動回路(回転数制御回路)42を設けて、平均負荷電流iが大きい状態が一定時間t継続したらモータ2の回転数を低下させるように制御構成する。
【0039】
前記運転信号制御回路35のコントローラ44の入力側には、前記ブレーカ停止スイッチ38や、温度センサ45、キースイッチ34、運転スイッチ4、バッテリ電圧入力46させる入力回路、及びモータ2の電流入力47させる入力回路等を配置する。又、この出力側には、モニタユニット43として、モータ駆動信号49の他、運転モニタLED37、バッテリ残量モニタLED48、モータ電流モニタLED50等の入力回路を配置する。
【0040】
前記モータ電流入力47、及びモータ駆動信号49の回路からの信号によってモータ駆動回路42における負荷電流の所定時間にわたる平均電流値を求めるもので、平均負荷電流が大きい状態が一定時間t継続したか、しないかを判別する。図12の負荷電流の測定において、平均電流Aは、電流増加前の平均処理された平均電流値であり、平均電流Bは、電流増加後の平均処理された平均電流値である。
【0041】
電動管理機は、機体にバッテリ1とモータ2を搭載して、機体底部に装着の耕耘ロータ3をこのモータ2によって駆動伝動して耕耘するものである。運転スイッチ4のON操作することにより、前記運転信号制御回路35から運転信号49を発生させて放電制御回路26に供給し、バッテリー1から電流を供給してモータ2を回転させる(図11のステップS1)。この放電制御回路26の電流検出回路29により運転中の一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回転の平均電流iを算出し(S2)、その平均電流値iが一定時間tを超えないときの平均電流Aであるか、又は一定時間tを超えたときの平均電流Bであるかを判定して、一定時間tを超えた平均電流Bであるときは、回転数の低下量をセットし(S3)、その回転数に応じたモータ2駆動信号とする。作業中の過負荷を適切に判断して、負荷低減の処理を行うものである。
(2) かつ、一定以上の電流変動がつづいている場合の制御処理について
又、このようなモータ回転数制御において、図13、図14のように、前記モータ2の平均電流iが一定値以上で、かつ電流変動dも一定値以上継続することにより(前記図4の過負荷状態C場合)、モータ2の回転数を低下させるように制御する。即ち、モータ2の回転数制御回路42を設けて、平均負荷電流値iが一定値以上であることを条件として(S3)、モータ回転数を低下させる構成は、前記図11、図12の場合と同じであるが、この場合は、前記回転数制御回路42において、更に、電流変動dを計算して(S4)、この電流変動dが一定以上の状態が一定時間t継続することによって、モータ2の回転数を低下させるものである。
【0042】
前記図13、図14のように、運転スイッチ4のON操作により運転信号制御回路35から運転信号49を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリ1から電流を供給してモータ2を回転させる(図13のS1)。運転中に一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回数の平均電流iを算出し(S2)、その電流値iが一定値以上を超えており(S3)、かつ電流変動dが一定値以上の状態が一定時間t以上経過したら(S4)、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とする。モータ2の平均電流値iとともに電流変動dによる回転数の低下を判断することで、作業状態に応じて適切な回転数(例えば、図4の標準作業Bの回転数)とすることができる。
(3) モータ回転数低下後の戻しの制御処理について
又、図15のように、前記モータ2の回転数を低下させたあと、平均電流が小さい状態(例えば、前記図4の回転数が下限位置Dにある場合)が一定時間継続することにより、元の回転数に戻すように制御する。即ち、モータ2の回転数制御回路42を設け、平均負荷電流iが大きい状態が一定時間t継続したらモータ2回転数を低下させて、平均負荷電流iが一定時間継続して低下したら、元の回転数(前記図4の作業位置B)に戻すように構成する。
【0043】
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、モータ回転数の低下処理を行った(図5のS3)後、再びモータ2の電流を読み込み(S5)、一定値以下の状態が一定時間継続したらモータ2の回転数を元の状態に戻す(S6)。一時的な負荷変動発生時に適切に対応することが可能になる。
(4) かつ、運転スイッチがONされたときの制御処理について
又、図16のように、前記モータ2の回転数を低下させた(図16のS3)後、運転スイッチ4がONされることにより(S5)、元の回転数に戻すように制御する。
【0044】
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、回転数低下処理を行った(S3)後、運転スイッチ4を読み込み(S5)、この運転スイッチ4ONのときは、元のモータ2の回転数の駆動信号をセットして出力する(S6)。従って、簡単に元の回転数に戻すことができ、作業性、操作性を向上することができる。
(5) モータ回転数低下制御の下限値設定について
更に、図17のように、モータ2の回転数低下処理制御(前記図4の制御位置Cの場合)において、前記モータ2の回転数を低下させるときの下限値を設定しておき、回転数がこの下限値を低下する(図17のS7)ことにより、低下処理を止める(S8)ように制御する。
【0045】
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み(S1)、一定回数の平均電流を算出し(S2)、その電流値が一定値以上を超えている状態が一定時間以上経過したら(S3)、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とするとき(S7)、駆動信号が一定値以下のときは下限値(最低回転数)をセットする(S8)。そして、モータ2の回転数の下げ過ぎにより作業に支障が出るのを防止する。
(6) 作業起動時の低回転制御処理について
更には、図18のように、作業機の運転起動時(前記図4の制御位置Aの場合)には、起動電流を抑えて、モータ2の回転数を低下させるように制御する構成としている。前記運転スイッチ4のONにより(図18のS10)、運転信号制御回路35から運転信号を発生させて、放電制御回路28に供給し、バッテリ1から電流を供給してモータ2を回転させる。この運転スイッチ4のONによりモータ2を起動するとき、モータ駆動信号を低回転に設定して出力し(S11)、一定時間が経過したら通常の作業時回転の駆動信号に設定する(S12)。このように、モータ駆動時の電流を低下させることができ、バッテリ1容量を節約するこができる。
【0046】
次に、主として図19に基づいて、前記運転スイッチ4のON操作時間の長短によって、モータ2の起動出力と、停止出力を行わせるものである。このモータ2のスイッチは、管理作業機の運転スイッチ4(デッドマン操作形態の作業スイッチ)を構成するが、起動時には、このスイッチ4を一定時間(例えば、1〜2秒)以上長い時間ONしたときにモータ2が回転し、停止時には、その一定時間よりも短い時間のON操作で(即座に)モータ2の回転を停止させるものである。前記運転スイッチ4のON操作で(図19のS10、S11)、運転信号制御回路35から運転信号を発生させるとき、起動時はONタイムがT1継続したときにモータ駆動を行い(S15)、停止時はONタイムがT2(T1>T2)継続したときにモータ停止を行う(S16)ように設定している。このようにして、簡単な操作で運転を行うことができると共に、起動時は確実にONしたときに運転開始させて、停止時は早く停止させて、安全性を向上させるものである。
【0047】
次に、主として図20に基づいて、充電コネクタ53及び放電コネクタ54を抜き外すと、バッテリ1から充電制御回路27や放電制御回路28等内部回路へ供給する電流がカットされる構成とする。充電制御回路27と放電制御回路28、及び複数のバッテリセル23で構成される二次電池(バッテリ)1にモータ2を接続し、運転スイッチ4のONにより運転信号を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリ1から電流を供給してモータ2を回転させる。このバッテリ電源(セル)23から放電制御基板26の放電制御回路28、及び充電制御基板25の充電制御回路27に供給されるリード線52、51を、それぞれの放電用コネクタ54、充電用コネクタ53経由として、外部接続の充電用ハーネス55側コネクタ、放電用ハーネス56側コネクタを抜き外すと、前記リード線51、52の接続を切断できる構成としている。このような構成によって、使用しないときにバッテリパック24内の回路で消費される電流損失を削減することができ、自己放電を少なくすることができる。
【符号の説明】
【0048】
1 バッテリ
2 モータ
3 耕耘ロータ
4 運転(リミット)スイッチ
27 充電制御回路
28 放電制御回路
28a 出力制御回路
35 運転信号制御回路
42 モータ駆動回路(回転数制御回路)
49 モータ駆動信号
【技術分野】
【0001】
この発明は、バッテリ電源によって耕耘ロータを長時間にわたり回転駆動して耕耘する電動管理機の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
バッテリ電源によって耕耘ロータを回転駆動して耕耘する技術(例えば、特許文献1参照)は知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009ー34000号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
バッテリ電源によりモータを回転駆動して、耕耘ロータを駆動し土壌を耕耘する形態にあっては、耕耘負荷や、負荷変動が大きいために、バッテリの消費も大きく、負荷変動に対する出力の加減操作等が煩雑であり、作業能率や、長時間にわたる良好な作業性を維持し難いものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、充電制御回路27と放電制御回路28を備えたバッテリー1で電動のモータ2によって駆動する耕耘ロータ3を有する電動管理機において、このモータ2の回転数を制御するモータ駆動回路42を設け、このモータ2の平均電流が設定値より大きい状態が一定時間継続することにより、このモータ2の回転数を低下させて駆動することを特徴とする駆動制御装置の構成とする。
【0006】
電動管理機は、機体にバッテリー1とモータ2を搭載して、機体底部に装着の耕耘ロータ3をこのモータ2によって駆動伝動して耕耘するものである。運転スイッチ4のON操作することにより、運転信号を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリー1から電流を供給してモータ2を回転させる。運転中に一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回転の平均電流を算出し、その電流値が一定値以上を超えている状態が、一定時間以上経過したら回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2駆動信号とする。作業中の過負荷を適切に判断して、負荷低減の処理を行うものである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、前記モータ2の平均電流が一定値以上で、かつ電流変動も一定値以上継続することにより、モータ2の回転数を低下させるように制御する。
前記にように運転スイッチ4のON操作により運転信号を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリー1から電流を供給してモータ2を回転させる。運転中に一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回数の平均電流を算出し、その電流値が一定値以上を超えており、かつ電流変動が一定値以上の状態が一定時間以上経過したら、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とする。モータ2の平均電流値とともに電流変動による回転数の低下を判断して、作業状態に応じて適切な回転数とすることができる。
【0008】
請求項3に記載の発明は、前記モータ2の回転数を低下させたあと、平均電流が小さい状態が一定時間継続により、元の回転数に戻すように制御する。
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、モータ回転数の低下処理を行った後、再びモータ2の電流を読み込み、一定値以下の状態が一定時間継続したらモータ2の回転数を元の状態に戻す。一時的な負荷変動発生時に適切に対応することが可能になる。
【0009】
請求項4に記載の発明は、前記モータ2の回転数を低下させたあと、運転スイッチ4がONされることにより、元の回転数に戻すように制御する。
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、回転数低下処理を行った後、運転スイッチ4を読み込み、この運転スイッチ4ONのときは、元のモータ2の回転数の駆動信号をセットして出力する。従って、簡単に元の回転数に戻すことができ、作業性、操作性を向上することができる。
【0010】
請求項5に記載の発明は、前記モータ2の回転数を低下させるときの下限値を設定しておき、回転数がこの下限値を低下することにより、低下処理を止めるように制御する。
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回数の平均電流を算出し、その電流値が一定値以上を超えている状態が一定時間以上経過したら、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とするとき、駆動信号が一定値以下のときは下限値(最低回転数)をセットする。そして、モータ2の回転数の下げ過ぎにより作業に支障が出るのを防止する。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に記載の発明は、電動管理機において、モータ2の回転数を制御することにより、平均負荷が大きい状態が一定時間継続したら、モータ2の回転数を自動的に低下させるものであるから、管理作業中の耕耘ロータ3に働く過負荷を適切に判断して、負荷低減の処理操作を容易に行うことができる。
【0012】
請求項2に記載の発明は、前記電動管理機の、モータ2回転数の制御において、平均負荷電流が一定値以上で、かつ電流変動が一定値以上の状態が一定時間継続したときのモータ2回転数を自動的に低下させるものであるから、モータ2回転数の低下を判断する判断精度を高くして、作業状態に応じてより適切な回転数とすることができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、前記のようなモータ2の回転数の低下によって、平均負荷電流が一定時間継続して低下したら、元の回転数に戻すように制御することによって、一時的、乃至局部的な負荷変動の発生に対して適切に対応することができ易くなる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、前記のようにしてモータ2の回転数を低下させるとき、手動操作による運転スイッチ4がONされたら、これによって回転数を元の回転数に自動的に戻すように制御することによって、簡単に元の回転数に戻すことができ、この作業性、操作性を向上することができる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、前記のようにしてモータ2の回転数を低下させるとき、回転数の下限値を設けておき、この下限値まで回転数が低下したら、この回転数の低下処理を自動的に停止するように制御するものであるから、モータ2の回転数の下げ過ぎによる作業支障を未然に防止して、作業性、操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】電動管理機の側面図。
【図2】その背面図。
【図3】その平面図。
【図4】モータに働く負荷電流の状態を示す電流グラフ。
【図5】モータ電動回路のブロック図。
【図6】電動モータ駆動制御回路部のブロック図(A)と、スイッチング回路部のブロック図(B)。
【図7】そのモータ駆動制御のフローチャート。
【図8】そのスイッチ制御のフローチャート。
【図9】充電器を連結したモータ駆動制御回路部のブロック図。
【図10】そのモニタ制御部のブロック図(A)と、モータ駆動回路のブロック図(B)。
【図11】そのフローチャート。
【図12】モータ電流入力センサによる負荷電流値を示すグラフ。
【図13】電流変動する場合のフローチャート。
【図14】そのモータ電流入力センサによる検出負荷電流を示すグラフ。
【図15】そのモータ回転数低下処理を繰返す場合のフローチャート。
【図16】その運転スイッチを手動でON操作した場合のフローチャート。
【図17】その回転数の下限値を設定した場合のフローチャート。
【図18】モータ起動時の電動制フローチャート。
【図19】そのモータのスイッチをON,OFF制御するフローチャート。
【図20】充電用、放電用コネクタを有するモータ駆動回路のブロック図(A)と、そのバッテリパックのブロック図(B)、及びコネクタ部のブロック図(C)。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図面に基づいて、電動走行管理作業機は、耕耘爪5を有する耕耘ロータ3を駆動回転させて土壌面を耕耘しながら推進走行するカルチベータ形態の耕耘作業機から構成される。作業機フレーム6の上側には、バッテリ1と、このバッテリ1によって電動される電動モータ2等を搭載している。このフレーム6の前部で電動モータ2の下側には、上下方向のモータ伝動軸を軸受内装する伝動ケース7を設け、この伝動ケース7の下部に、前記モータ伝動軸を介して伝動により横軸芯周りに回転駆動するロータリ軸8を軸支している。この中央部の伝動ケース7から左右両側へ張り出すこのロータリ軸8の周りには、耕耘爪5を配置すると共に、両端にはサイドデイスク9を取付けて、耕耘ロータ3を構成している。
【0018】
耕耘ロータ3の上方を覆う平面視円盤形状のモータベース10は、底部を作業機フレーム6上に取付け支持させて、このモータベース10の上側の前部に電動モータ2を取付け、後部にはバッテリ1を収容のバッテリケース11を搭載している。又、このモータベース10の上側はモータカバー12で開閉可能に覆っている。前記バッテリケース11は、上端にハンドルを有して取扱いを行い易くし、底面には前記モータベース10に形成の係合穴に、このバッテリケース11の移動を阻止する突子を嵌合している。
【0019】
前記作業機フレーム6の後部にはハンドルフレーム13を斜め後方上部に向かって設けて、この後端部左右両側に一対の操作ハンドル14を分岐して設け、各操作ハンドル14にはグリップ15を設けている。この右手側のハンドル14には、このグリップ15近傍に電動モータ2の駆動を入り切りする操作レバー17を設けている。
【0020】
前記作業機フレーム6の後端部には作業機を移動するときに下側へ回動させて機体を支持する補助輪18と、耕耘作業時にダッシングを防止する抵抗棒19を取り付けている。この補助輪18は不使用時は後方へ回動させて収納姿勢にしておく。
【0021】
前記ハンドルフレーム13に対する操作ハンドル14の取付位置に形成する操作ケース部には、バッテリ1からの電源の入り切りをするキースイッチ16を設ける。又、バッテリケース11の後面には、このバッテリケース11内のバッテリ1と前記電動モータ2との間を接続するモータ駆動回路20の出力端子21と、このバッテリ1を充電するための充電端子22とを各々設けている。
【0022】
前記バッテリケース11は、後部外壁部に前記出力端子21、充電端子22を設け、内部に複数のバッテリセル23からなるバッテリ1(バッテリパック24)を設け、各バッテリセル23の上面に充電制御回路27を組み込んだ充電制御基板25を前後にスライドさせて挿脱可能に設け、更にこの上側に、適宜間隔離れて放電制御回路28を組み込んだ放電制御基板26を前後スライド可能にして着脱可能に設けている。前記充電制御基板25の端子は、前記充電端子22に配線接続し、各バッテリセル23との間は直接電気的に接続する。又、放電制御基板26は複数のバッテリセル23の直列接続による電圧が出力端子21に出力できるように回路構成している。
【0023】
前記放電制御基板26を、前記バッテリセル23と電動モータ2とを接続するモータ駆動回路20途中に介在すると共に、該放電制御基板26に、出力制御回路28a、電流検出回路29、スイッチング回路30、電流平滑回路31、過放電防止回路32、及び短絡防止回路33等を設ける。
【0024】
このうち出力制御回路28aは、キースイッチ34、運転(リミット)スイッチ4による運転信号制御回路35からの運転信号を受けてスイッチング回路30をON−OFF切換出力し、このスイッチング回路30のON−OFF切換出力は、前記モータ駆動回路20を遮断し、又は接続状態とするよう切り換える構成としている。
【0025】
また、電流検出回路29は放電制御基板26の制御電流を検出して、予め設定した設定電流値を超える状態が規定時間継続すると前記スイッチング回路30をOFFに切り換え、前記モータ駆動回路20を遮断するよう構成している。
【0026】
前記各充電制御基板25には過充電防止回路36を組み込み、一方、放電制御基板26には上記のように出力制御回路28a等のほか、電流検出回路29、電流平滑回路31、過放電防止回路32、短絡防止回路33、スイッチング回路30、及び出力制限回路39等を組み込んでいる。なお、この電流平滑回路31は、前記運転信号が入力されたときに生じるサージ電流を平滑処理する回路である。
【0027】
図9のブロック図は、バッテリ充電器40を接続した形態を示すが、充電完了の判定を行わせる形態で、充電器40側で充電完了、又は充電中と判断したときは所定のLED37を点灯し、又、充電制御基板25側の前記過充電防止回路36が作動することによって充電を停止することがある。
【0028】
前記放電制御基板26に対する短絡防止は上記短絡防止回路33で防止できる構成であるが、各充電制御回路27に対する短絡防止は、これら放電制御基板26毎に設けることなく、これらに共通の短絡防止回路41の基板を、充電端子22とこの充電制御基板27との間に設けている。
【0029】
前記バッテリケース11の出力端子21は、電動モータ2への出力端子21として前記モータ駆動回路20により電動モータ2に接続すると共に、信号入出力用の端子21として、運転信号制御回路35に連結して、この信号制御回路35から前記キースイッチ34や操作レバー17で作動される運転(リミット)スイッチ4等の入り切り信号を入力して前記出力制御回路28aへ運転信号を出力でき、或は、この出力制御回路28aによる出力に基づいて、前記信号制御回路35から電池残量や、警告表示信号等を入力して、これら電源入切LEDや、運転警告LED、電池残量LED等の各LED37に出力する構成としている。
【0030】
前記出力端子21は、ブレーカ38を介して電動モータ2に接続している。このブレーカ38は、モータ駆動回路20を入り切りするソレノイド作動形態のスイッチから成り、モータ駆動回路20の電流値が上昇すると励磁してスイッチOFF作動してモータ駆動回路20を切りにし、電動モータ2を停止位置とする構成である。又、このブレーカ38はON−OFFスイッチ形態として、前記モータベース10の後部上面に設けている。
【0031】
前記右手側ハンドル14の操作レバー17を、スプリング力に抗して把持して回動操作すると、運転スイッチ4をON作動して、前記運転信号制御回路35からの信号によって電動モータ2を駆動する。この操作レバー17の把持を開放すると、スプリング力によって戻されて、運転スイッチ4はOFFとなり、電動モータ2も停止する。
【0032】
耕耘作業にあたり、バッテリ1の充電状態を電池残量LEDの点滅等の残量モニタ39によって確認し、不足の場合は充電器を充電端子22に接続し所定の充電を行なう。耕耘作業の開始にあたっては、キースイッチ34を入りにして、操作レバー17を把持回動することにより運転スイッチ4をONすると、この運転スイッチ4のON信号は、運転信号制御回路(基板)35を経由して出力制御回路28に送信されスイッチング回路30を回路接続側に作動させバッテリ1により電動モータ2が駆動されて、この電動モータ2の駆動により耕耘ロータ3が回転し耕耘作業を行うことができる。
【0033】
この耕耘作業を停止するときには、作業者が操作レバー17の把持を離すとスプリング力で戻されて、運転スイッチ4のOFFによる運転信号によってバッテリ1からの駆動電流が遮断されて、耕耘ロータ3の駆動が停止される。
【0034】
前記構成の作用を図7、図8のフローチャートに基づき説明する。キースイッチ16がONされると(ステップS101)、各種スイッチ信号、各種検出センサ値を読み込む(S102)。ついで、運転スイッチ4がONであるか否か判定し(S103)、これら各ステップ(S101、S103)双方のON信号出力が整う運転信号のとき、スイッチング回路30へON信号が出力される(S104)。この出力を受けるとモータ駆動回路20が接続状態となり、バッテリ1と電動モータ2とは回路接続状態となって回転駆動する(S105)。
【0035】
運転中、電流検出回路29は常時、制御電流の監視を行い検出電流値と予め設定した所定値と比較し(S106)、ブレーカ38はモータ駆動回路20の負荷電流値を検出して過負荷状態か否か判定する(S107)。このステップ(S106)で所定値以下であり、かつステップ(S107)で過負荷状態にない場合は、前記スイッチング回路30へのON信号を継続するため、電動モータ8は回転駆動状態を維持する。
【0036】
一方、ステップ(S106)で所定値との比較において、所定値以下でないときであって予め設定した規定時間を越えると制御電流異常としてスイッチング回路30にはOFF信号が出力され(S111)、電動モータ2は停止する(S112)。
【0037】
上記のように、電流検出回路29とブレーカ38の両方で、バッテリ1、電動モータ2、配線等の保護を行うことができる。
また、図8に示すように運転スイッチ4を断続するときの電動モータ2駆動を制限する出力制限回路39については、前記のステップ(S111)の後、電動モータ2の停止出力がなされるが、これに続いてキースイッチ34がONされたか否か判定され(S201)、キースイッチ34がONするときは(S202)、前記スイッチング回路30へON出力する(S203)。一方ステップ(S202)で所定時間経過しないときは、スイッチング回路30はOFF出力を継続する(S205)。このように構成すると、運転スイッチ4をOFFしたとき所定時間は運転スイッチ4をONしてもその入力を受け付けず制限するものであるから電動モータ2起動時のハンチング動作を抑えることができ、バッテリ1及び出力制御回路28の保護を図る。
【0038】
前記モータ2の負荷電流は、図4のように下限ラインLと上限の過負荷ラインHとの間の標準作業位置Bに維持操作されて作業を行うことができる。作業機の起動時は起動処理位置Aとして、下限ラインLよりも小さい電流値に操作されるが、過負荷状態Cが一定時間(例えば、連続6秒)つづけばモータ2の回転数を下げるように低下処理を出力させて、標準作業位置Bへ下降し、又、下限ラインL位置に低下するとモータの回転数を上げるように回転数戻し処理を行って標準作業位置Bへ戻すように電流制御を行わせるものである。このようなモータ2の回転制御は、負荷電流値iを検出することによって行う。このとき、可変モータ2の回転数と負荷電流値iとの両方を検出しながら制御することも可能である。ここにおいて、作業機の駆動制御処理の形態を次のように講じた。
(1) モータの負荷電流が過負荷状態にあるときの制御処理について
ここにおいて、主として、図9〜図12に基づいて、前記充電制御回路27と放電制御回路28を備えた二次電池であるバッテリー1による電動モータ2によって駆動する耕耘ロータ3を有する電動管理機において、この駆動制御装置は、モータ2の平均電流iが大きい状態が一定時間t継続する(前記図4の過負荷状態Cの場合)ことにより、このモータ2の回転数を低下させて駆動するように制御する構成とする。即ち、充電制御回路27と放電制御回路28を備えたバッテリ(二次電池)1でモータ2を駆動して作業を行う電動管理機において、このモータ2の駆動回路(回転数制御回路)42を設けて、平均負荷電流iが大きい状態が一定時間t継続したらモータ2の回転数を低下させるように制御構成する。
【0039】
前記運転信号制御回路35のコントローラ44の入力側には、前記ブレーカ停止スイッチ38や、温度センサ45、キースイッチ34、運転スイッチ4、バッテリ電圧入力46させる入力回路、及びモータ2の電流入力47させる入力回路等を配置する。又、この出力側には、モニタユニット43として、モータ駆動信号49の他、運転モニタLED37、バッテリ残量モニタLED48、モータ電流モニタLED50等の入力回路を配置する。
【0040】
前記モータ電流入力47、及びモータ駆動信号49の回路からの信号によってモータ駆動回路42における負荷電流の所定時間にわたる平均電流値を求めるもので、平均負荷電流が大きい状態が一定時間t継続したか、しないかを判別する。図12の負荷電流の測定において、平均電流Aは、電流増加前の平均処理された平均電流値であり、平均電流Bは、電流増加後の平均処理された平均電流値である。
【0041】
電動管理機は、機体にバッテリ1とモータ2を搭載して、機体底部に装着の耕耘ロータ3をこのモータ2によって駆動伝動して耕耘するものである。運転スイッチ4のON操作することにより、前記運転信号制御回路35から運転信号49を発生させて放電制御回路26に供給し、バッテリー1から電流を供給してモータ2を回転させる(図11のステップS1)。この放電制御回路26の電流検出回路29により運転中の一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回転の平均電流iを算出し(S2)、その平均電流値iが一定時間tを超えないときの平均電流Aであるか、又は一定時間tを超えたときの平均電流Bであるかを判定して、一定時間tを超えた平均電流Bであるときは、回転数の低下量をセットし(S3)、その回転数に応じたモータ2駆動信号とする。作業中の過負荷を適切に判断して、負荷低減の処理を行うものである。
(2) かつ、一定以上の電流変動がつづいている場合の制御処理について
又、このようなモータ回転数制御において、図13、図14のように、前記モータ2の平均電流iが一定値以上で、かつ電流変動dも一定値以上継続することにより(前記図4の過負荷状態C場合)、モータ2の回転数を低下させるように制御する。即ち、モータ2の回転数制御回路42を設けて、平均負荷電流値iが一定値以上であることを条件として(S3)、モータ回転数を低下させる構成は、前記図11、図12の場合と同じであるが、この場合は、前記回転数制御回路42において、更に、電流変動dを計算して(S4)、この電流変動dが一定以上の状態が一定時間t継続することによって、モータ2の回転数を低下させるものである。
【0042】
前記図13、図14のように、運転スイッチ4のON操作により運転信号制御回路35から運転信号49を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリ1から電流を供給してモータ2を回転させる(図13のS1)。運転中に一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、一定回数の平均電流iを算出し(S2)、その電流値iが一定値以上を超えており(S3)、かつ電流変動dが一定値以上の状態が一定時間t以上経過したら(S4)、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とする。モータ2の平均電流値iとともに電流変動dによる回転数の低下を判断することで、作業状態に応じて適切な回転数(例えば、図4の標準作業Bの回転数)とすることができる。
(3) モータ回転数低下後の戻しの制御処理について
又、図15のように、前記モータ2の回転数を低下させたあと、平均電流が小さい状態(例えば、前記図4の回転数が下限位置Dにある場合)が一定時間継続することにより、元の回転数に戻すように制御する。即ち、モータ2の回転数制御回路42を設け、平均負荷電流iが大きい状態が一定時間t継続したらモータ2回転数を低下させて、平均負荷電流iが一定時間継続して低下したら、元の回転数(前記図4の作業位置B)に戻すように構成する。
【0043】
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、モータ回転数の低下処理を行った(図5のS3)後、再びモータ2の電流を読み込み(S5)、一定値以下の状態が一定時間継続したらモータ2の回転数を元の状態に戻す(S6)。一時的な負荷変動発生時に適切に対応することが可能になる。
(4) かつ、運転スイッチがONされたときの制御処理について
又、図16のように、前記モータ2の回転数を低下させた(図16のS3)後、運転スイッチ4がONされることにより(S5)、元の回転数に戻すように制御する。
【0044】
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み、回転数低下処理を行った(S3)後、運転スイッチ4を読み込み(S5)、この運転スイッチ4ONのときは、元のモータ2の回転数の駆動信号をセットして出力する(S6)。従って、簡単に元の回転数に戻すことができ、作業性、操作性を向上することができる。
(5) モータ回転数低下制御の下限値設定について
更に、図17のように、モータ2の回転数低下処理制御(前記図4の制御位置Cの場合)において、前記モータ2の回転数を低下させるときの下限値を設定しておき、回転数がこの下限値を低下する(図17のS7)ことにより、低下処理を止める(S8)ように制御する。
【0045】
前記のような運転中に、一定時間毎にモータ2の電流(負荷電流)を読み込み(S1)、一定回数の平均電流を算出し(S2)、その電流値が一定値以上を超えている状態が一定時間以上経過したら(S3)、回転数の低下量をセットし、その回転数に応じたモータ2の駆動信号とするとき(S7)、駆動信号が一定値以下のときは下限値(最低回転数)をセットする(S8)。そして、モータ2の回転数の下げ過ぎにより作業に支障が出るのを防止する。
(6) 作業起動時の低回転制御処理について
更には、図18のように、作業機の運転起動時(前記図4の制御位置Aの場合)には、起動電流を抑えて、モータ2の回転数を低下させるように制御する構成としている。前記運転スイッチ4のONにより(図18のS10)、運転信号制御回路35から運転信号を発生させて、放電制御回路28に供給し、バッテリ1から電流を供給してモータ2を回転させる。この運転スイッチ4のONによりモータ2を起動するとき、モータ駆動信号を低回転に設定して出力し(S11)、一定時間が経過したら通常の作業時回転の駆動信号に設定する(S12)。このように、モータ駆動時の電流を低下させることができ、バッテリ1容量を節約するこができる。
【0046】
次に、主として図19に基づいて、前記運転スイッチ4のON操作時間の長短によって、モータ2の起動出力と、停止出力を行わせるものである。このモータ2のスイッチは、管理作業機の運転スイッチ4(デッドマン操作形態の作業スイッチ)を構成するが、起動時には、このスイッチ4を一定時間(例えば、1〜2秒)以上長い時間ONしたときにモータ2が回転し、停止時には、その一定時間よりも短い時間のON操作で(即座に)モータ2の回転を停止させるものである。前記運転スイッチ4のON操作で(図19のS10、S11)、運転信号制御回路35から運転信号を発生させるとき、起動時はONタイムがT1継続したときにモータ駆動を行い(S15)、停止時はONタイムがT2(T1>T2)継続したときにモータ停止を行う(S16)ように設定している。このようにして、簡単な操作で運転を行うことができると共に、起動時は確実にONしたときに運転開始させて、停止時は早く停止させて、安全性を向上させるものである。
【0047】
次に、主として図20に基づいて、充電コネクタ53及び放電コネクタ54を抜き外すと、バッテリ1から充電制御回路27や放電制御回路28等内部回路へ供給する電流がカットされる構成とする。充電制御回路27と放電制御回路28、及び複数のバッテリセル23で構成される二次電池(バッテリ)1にモータ2を接続し、運転スイッチ4のONにより運転信号を発生させて放電制御回路28に供給し、バッテリ1から電流を供給してモータ2を回転させる。このバッテリ電源(セル)23から放電制御基板26の放電制御回路28、及び充電制御基板25の充電制御回路27に供給されるリード線52、51を、それぞれの放電用コネクタ54、充電用コネクタ53経由として、外部接続の充電用ハーネス55側コネクタ、放電用ハーネス56側コネクタを抜き外すと、前記リード線51、52の接続を切断できる構成としている。このような構成によって、使用しないときにバッテリパック24内の回路で消費される電流損失を削減することができ、自己放電を少なくすることができる。
【符号の説明】
【0048】
1 バッテリ
2 モータ
3 耕耘ロータ
4 運転(リミット)スイッチ
27 充電制御回路
28 放電制御回路
28a 出力制御回路
35 運転信号制御回路
42 モータ駆動回路(回転数制御回路)
49 モータ駆動信号
【特許請求の範囲】
【請求項1】
充電制御回路(27)と放電制御回路(28)を備えた二次電池であるバッテリ(1)電動のモータ(2)によって駆動する耕耘ロータ(3)を有する電動管理機において、モータ(2)の回転数を制御するモータ回転数制御回路(42)を設け、前記モータ(2)の平均電流が設定値より大きい状態が一定時間継続すると、このモータ(2)の回転数を低下させて駆動することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項2】
前記モータ(2)の平均電流が設定値以上で、かつ電流変動も設定値以上継続することにより、モータ(2)の回転数を低下させることを特徴とする請求項1に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項3】
前記モータ(2)の回転数を低下させたあと、平均電流が設定値より小さい状態が一定時間継続することにより、元の回転数に戻すことを特徴とする請求項1、又は2に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項4】
前記モータ(2)の回転数を低下させたあと、運転スイッチ(4)がONされることにより、元の回転数に戻すことを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項5】
前記モータ(2)の回転数を低下させるときの下限値を設定しておき、回転数がこの下限値に低下することにより、この低下処理を止めることを特徴とする請求項1、2、3、又は4に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項1】
充電制御回路(27)と放電制御回路(28)を備えた二次電池であるバッテリ(1)電動のモータ(2)によって駆動する耕耘ロータ(3)を有する電動管理機において、モータ(2)の回転数を制御するモータ回転数制御回路(42)を設け、前記モータ(2)の平均電流が設定値より大きい状態が一定時間継続すると、このモータ(2)の回転数を低下させて駆動することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項2】
前記モータ(2)の平均電流が設定値以上で、かつ電流変動も設定値以上継続することにより、モータ(2)の回転数を低下させることを特徴とする請求項1に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項3】
前記モータ(2)の回転数を低下させたあと、平均電流が設定値より小さい状態が一定時間継続することにより、元の回転数に戻すことを特徴とする請求項1、又は2に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項4】
前記モータ(2)の回転数を低下させたあと、運転スイッチ(4)がONされることにより、元の回転数に戻すことを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【請求項5】
前記モータ(2)の回転数を低下させるときの下限値を設定しておき、回転数がこの下限値に低下することにより、この低下処理を止めることを特徴とする請求項1、2、3、又は4に記載の電動管理機の駆動制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【公開番号】特開2012−157269(P2012−157269A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−18433(P2011−18433)
【出願日】平成23年1月31日(2011.1.31)
【出願人】(000000125)井関農機株式会社 (3,813)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月31日(2011.1.31)
【出願人】(000000125)井関農機株式会社 (3,813)
【Fターム(参考)】
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