乗用型芝刈り車両
【課題】乗用型芝刈り車両において、傾斜面上に車両がある場合の不都合に対して改良することである。
【解決手段】右左２個の主駆動輪１２，１４と、操向輪である右左２個のキャスタ輪２２，２４と、コントローラ４４，４６，４８とを備える。少なくとも２個の主駆動輪１２，１４を、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８により駆動する。コントローラ４４，４６，４８は、切り替え手段である切り替えモジュールを備え、切り替えモジュールは、キャスタ輪２２，２４を操向用電動モータにより強制的に操向する強制操向モードと、操向用電動モータの動力発生を停止し、または操向用電動モータからキャスタ輪２２，２４への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪２２，２４の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行う。
【解決手段】右左２個の主駆動輪１２，１４と、操向輪である右左２個のキャスタ輪２２，２４と、コントローラ４４，４６，４８とを備える。少なくとも２個の主駆動輪１２，１４を、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８により駆動する。コントローラ４４，４６，４８は、切り替え手段である切り替えモジュールを備え、切り替えモジュールは、キャスタ輪２２，２４を操向用電動モータにより強制的に操向する強制操向モードと、操向用電動モータの動力発生を停止し、または操向用電動モータからキャスタ輪２２，２４への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪２２，２４の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から芝刈り機を備える芝刈り車両において、人が車両の後側で操作するウォークビハインド式芝刈り車両と、人が乗車して運転する乗用型芝刈り車両とが知られている。また、乗用型芝刈り車両において、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪とを備え、２個の主駆動輪を電動モータ等の走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両も考えられている。
【０００３】
このような乗用型芝刈り車両は、人が乗車して運転しながら、芝刈り機により芝を所定の長さに調節するために利用する。旋回時には、車両の左右両側に設けた２個の電動モータ等の走行用動力源の回転速度を変えることにより、回転速度を高くする側の走行用動力源に対応する車輪が外側に位置するように旋回する。また、キャスタ輪は、その向きを自由に変えることができる自由操向を可能としており、主駆動輪の速度差に応じて決定される旋回方向にその向きを変える。
【０００４】
また、特許文献１には、乗用型電動芝刈り車両において、前側の２個の操向輪と、後側の２個の駆動輪とを備え、２個の操向輪を２個の操向用の電動モータにより所定の向きに向けるようにすることが記載されている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２から特許文献６がある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７０１７３２７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０８６４１２号パンフレット
【特許文献３】米国特許第５７９４４２２号明細書
【特許文献４】米国特許第３７３２６７１号明細書
【特許文献５】国際公開第９７／２８６８１号パンフレット
【特許文献６】特表２００６−５０７７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から考えられているキャスタ輪と主駆動輪とを備え、キャスタ輪を自由操向させる乗用型芝刈り車両の場合、傾斜面上において、不都合が生じる可能性がある。例えば、第１の不都合として、車両が傾斜面上を走行しながら旋回しようとする場合に、車両に作用する重力によりキャスタ輪に下側に向ける方向の力が作用して、運転者が旋回したい方向よりも、キャスタ輪が下側に向いてしまう可能性がある。このため、乗用型芝刈り車両を運転者が望む方向に精度よく進行させることができない可能性がある。これに対して、特許文献１に記載された電動型芝刈り車両の場合には、２個の操向輪を２個の操向用の電動モータにより所定の向きに向けるようにしている。ただし、常に２個の操向輪を駆動輪に連動させて操向する場合には、斜面走行時では考えられない高速旋回走行時にも２個の操向輪の向きを電動モータにより決定するため、操向輪操向用の電動モータが大型化しやすくなる。すなわち、従来から考えられている乗用型芝刈り車両の場合、斜面上の走行時において、電動モータ等の走行用動力源を大型化することなく運転者が望む方向に精度よく旋回させることが難しいという不都合がある。
【０００７】
また、第２の不都合として、乗用型芝刈り車両の斜面上での停止時において、再度車両を発進させようとして、例えば機械式ブレーキであるパーキングブレーキおよびアクセルペダルの踏み込みにより作動する制動装置をいずれも解除した場合に、駆動用の電動モータ等の走行用動力源により車両が発進を開始する前に、短時間でも車両が斜面をずり下がり、運転者に違和感を生じさせる可能性がある。
【０００８】
また、第３の不都合として、乗用型芝刈り車両の斜面上での登坂走行時に、２個の駆動輪で登坂しようとしても駆動力が不足して、駆動輪がスリップする可能性がある。駆動輪が芝上でスリップすると、芝をいためてしまうため、好ましくない。
【０００９】
また、第４の不都合として、乗用型芝刈り車両の斜面上での降坂時に車両に作用するウェイトトランスファー（重量転移）により、運転者の望む速度よりも高い速度で車両が降坂する傾向となる可能性がある。この場合も、上記と同様に芝をいためてしまうため、好ましくない。
【００１０】
また、特許文献１に記載された乗用型電動芝刈り車両の場合には、上記の第２の不都合から第４の不都合のいずれの不都合に対しても、何ら考慮されていない。このように従来から考えられている乗用型芝刈り車両の場合、傾斜面上に車両がある場合に不都合が生じる可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、乗用型芝刈り車両において、傾斜面上に車両がある場合の不都合に対して改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のうち、第１の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、切り替え手段を備え、切り替え手段は、キャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードと、操向用動力源の動力発生を停止し、または操向用動力源からキャスタ輪への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行うことを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１３】
また、好ましくは、切り替え手段は、運転者により操作する操向用操作部の操作量を検出する操作量検出部と、キャスタ輪の方向を検出するキャスタ輪方向検出部とからの検出信号がそれぞれ入力され、操作量検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向と、キャスタ輪方向検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向とが異なる場合に、自由操向モードから強制操向モードへ切り替える。
【００１４】
また、より好ましくは、少なくとも強制操向モードにおいて、キャスタ輪は、キャスタ輪走行用の動力源により駆動されるものとする。
【００１５】
また、本発明のうち、第２の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、走行用動力源は電動モータであり、電動モータ制御手段を備え、電動モータ制御手段は、車両が傾斜面上で停止している場合に、電動モータの回転数が０でトルクを発生するように電動モータを制御することにより、車両のずり下がりを抑制することを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１６】
また、好ましくは、電動モータ制御手段は、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制するために、電動モータの回転数が０で発生するトルクを、電動モータに印加する電圧をパラメータとして制御する。
【００１７】
また、本発明のうち、第３の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、走行用動力源は電動モータであり、制動部制御手段を備え、制動部制御手段は、車両の傾斜面での発進時において、制動用操作部をオフにした場合でも、電動モータのトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部による制動を解除するように、制動部の制動状態を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１８】
また、本発明のうち、第４の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、切り替え手段を備え、切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率が所定値以上である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１９】
また、好ましくは、切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率が５％以上で１５％以下である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えるものとする。また、より好ましくは、切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率がほぼ１０％である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えるものとする。
【００２０】
また、好ましくは、主駆動輪のスリップ率が所定値未満（好ましくは５％未満）である場合には、キャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止し、またはキャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断する。
【００２１】
また、上記の第４の発明に係る乗用型芝刈り車両において好ましくは、切り替え手段は、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替わった後、主駆動輪を駆動するトルクが増大するのにしたがって、キャスタ輪を駆動するトルクであるアシストトルクが減少することにより、アシストトルクの大きさ、または主駆動輪を駆動するトルクに対するアシストトルクの割合が所定値未満となった場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替える。
【００２２】
また、本発明のうち、第５の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、速度制御手段を備え、速度制御手段は、車両の傾斜面降坂時において、車両のオーバーラン率が所定値以上である場合に、車両の速度を抑制するように主駆動輪走行用またはキャスタ輪走行用の走行用動力源を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００２３】
また、本発明のうち、第６の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、切り替え手段を備え、切り替え手段は、車両の傾斜面降坂時には、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００２４】
また、上記の各発明において、好ましくは、芝刈り機駆動用電動モータに電力を供給する電力供給源は、内燃機関により駆動する発電機と、燃料電池と、二次電池またはキャパシタである蓄電部とのうち、少なくともいずれか１とする。
【００２５】
また、上記の各発明において、好ましくは、車両操向用の操作部は、ステアリングホイールと、ジョイスティックと、足踏み式ペダルと、操作レバーとのうちのいずれか１とするか、または、いずれか１を選択可能とする。
【００２６】
また、上記の各発明において、好ましくは、キャスタ輪の操向用と走行用との駆動状態とを制御する操向走行制御部を備え、操向走行制御部は、キャスタ輪の所定の操向角度以上では、キャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断するか、またはキャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止して、キャスタ輪が自由走行状態になるように制御する。
【００２７】
また、上記の各発明において、好ましくは、キャスタ輪は、左右２個を設け、少なくとも２個のキャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードにおいて、車両操向用の操作部の操作に応じて、２個のキャスタ輪を、互いに独立して操向用動力源により強制的に操向可能とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のうち、第１の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、キャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードと、操向用動力源の動力発生を停止し、または操向用動力源からキャスタ輪への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行う切り替え手段を備えるため、斜面走行時において、強制操向モードに切り替えることにより、運転者が望む方向よりもキャスタ輪を下側に向けるような不都合が生じることを防止できる。すなわち、乗用型電動芝刈り車両を運転者が望む方向に精度よく進行させることができる。しかも、高速走行時等必要がない場合には、切り替え手段により、自由走行モードに切り替えることができるため、操向用動力源の小型化を図りやすくなる。また、操向輪をキャスタ輪とすることにより、車両の旋回の自由度向上を図れる。例えば、旋回時の回転半径を十分に小さくする急旋回を行いやすくなる。
【００２９】
また、第２の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両が傾斜面上で停止している場合に、電動モータの回転数が０でトルクを発生するように電動モータを制御することにより、車両のずり下がりを抑制する電動モータ制御手段を備えるため、車両が傾斜面上で停止している場合に、機械式ブレーキを解除した後、車両駆動用の電動モータにより車両が発進を開始する前でも、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。
【００３０】
また、第３の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両の傾斜面での発進時において、制動用操作部をオフにした場合でも、車両駆動用の電動モータのトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部による制動を解除するように、制動部の制動状態を制御する制動部制御手段を備えるため、車両が傾斜面上で停止している場合に、機械式ブレーキを解除した後、車両駆動用の電動モータにより車両が発進を開始する前でも、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。
【００３１】
また、第４の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、主駆動輪のスリップ率が所定値以上である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替え手段を備えるため、車両が傾斜面上を登坂走行する場合に、主駆動輪が芝上を所定以上のスリップ率分スリップすると、主駆動輪とキャスタ輪との両方が駆動する。このため、駆動力が大きくなり、主駆動輪がスリップしなくなるため、主駆動輪が芝をいためるのを抑えることができる。
【００３２】
また、第５の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両の傾斜面降坂時において、車両のオーバーラン率が所定値以上である場合に、車両の速度を抑制するように主駆動輪走行用またはキャスタ輪走行用の走行用動力源を制御する速度制御手段を備えるため、車両が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪が路面との間でスリップしても、車両の速度が抑制されることにより、過度なスリップを防止して、主駆動輪が芝をいためるのを抑えることができる。
【００３３】
また、第６の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両の傾斜面降坂時には、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替え手段を備えるため、車両が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪とキャスタ輪との傾斜面に対するグリップ力が大きくなるため、主駆動輪が過度にスリップするのを防止して、主駆動輪が芝をいためるのを抑えることができる。
【００３４】
このように本発明のいずれの発明の場合も、乗用型芝刈り車両において、傾斜面上に車両がある場合の不都合に対して改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
［第１の発明の実施の形態］
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。図１から図１１は、第１の実施の形態を示す図である。図１は、本実施の形態の乗用型芝刈り車両である芝刈り車両１０の構成を示す略図であり、図２は、図１の略Ａ−Ａ断面図である。なお、以下においては、芝刈り車両１０として、左右後輪を主駆動輪とし、左右前輪を操向輪とした場合について説明するが、操向輪を１輪とした３輪走行型とすることもできる。
【００３６】
また、芝刈り車両１０の主駆動輪および操向輪の走行用の動力源として、電動モータを用いるものを説明するが、電動モータ以外の動力源、例えば、油圧モータ等を使用することもできる。また、芝刈り機の動力源として電動モータまたは油圧モータを用いるものとして説明するが、適当な動力伝達機構を介し、内燃機関を芝刈り機の動力源として用いてもよい。
【００３７】
また、電動モータとしては、電力を供給して少なくとも主駆動輪に対し回転駆動力を出力する電気モータとしての機能を有し、また、少なくとも主駆動輪に対し制動がかけられるときに回生エネルギを回収する発電機としての機能をも有するものを用いるものとして説明するが、単に電気モータとしての機能を有するものを用いることもできる。また、回生エネルギ発生のための発電機を別途設けるものとしてもよい。また、以下では、電動モータの電力供給源を電源ユニットとし、電源ユニットへの電力供給源としてエンジンおよび発電機を用いる、いわゆるハイブリッド式乗用型芝刈り車両として説明する。ただし、乗用型芝刈り車両は、エンジンおよび発電機を搭載せず、電源ユニットのみを使用する構成とすることもできる。この場合、エンジン等の搭載スペースを削減でき、芝刈り車両の軽量化を図れる。また、エンジン等の搭載スペースを削減できる分、電源ユニットを大きくすることもできる。また、電源ユニットとしては、外部から充電電力の供給を受ける二次電池でもよく、燃料電池、太陽電池等のように自己発電機能を有するものでもよい。
【００３８】
芝刈り車両１０は、図１、図２に示すように、右左２個の主駆動輪（図示の場合は後輪）１２，１４を、２個の電動モータである、第１電動モータ（右車軸モータ）１６および第２電動モータ（左車軸モータ）１８（図２）により駆動可能としている。芝刈り車両１０は、作業機である芝刈り機（モア）２０を備え、また右左２個の主駆動輪１２，１４と、右左２個の操向輪である、キャスタ輪２２，２４とによって地面を走行する。作業者の座る運転席２６付近には、芝刈り車両１０の旋回、加速、減速を行うための、右左方向に２個離れて設けた２レバー式操作子であり、２本の操作部である操作レバー２８を設けている。図１では、両操作レバー２８のうち、１本の操作レバー２８のみを図示している。また、図１、図２では図示を省略するが、運転席２６付近には、芝刈り機２０の操作を行うための別の操作部である起動スイッチや、芝刈り車両１０の制動を行うためのブレーキペダルおよび停止状態を維持するための機械式ブレーキを構成するパーキングブレーキレバー等の操作部も設けている。
【００３９】
芝刈り車両１０は、車体を構成するメインフレーム３０と、メインフレーム３０に支持された内燃機関であるエンジン３２と、エンジン３２の出力軸に作動的に連結され、すなわち出力軸にその駆動軸を作動的に連結した発電機３４と、発電機３４から電力を供給され、その電力を蓄電する電源ユニット３６（図２参照）とを備える。また、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８は、電源ユニット３６から供給される電力により駆動される。例えば、エンジン３２は、出力軸の端部に発電機３４を構成する駆動軸を連結するか、またはエンジン３２の出力軸と発電機３４の駆動軸とを共通の軸により一体に構成する。なお、エンジン３２の出力軸の端部に駆動プーリを固定するとともに、この駆動プーリ、ベルト、発電機３４の駆動軸に固定した従動プーリを介して、エンジン３２により発電機３４を駆動することもできる。
【００４０】
また、メインフレーム３０の後寄り（図１、図２の右寄り）部分に、右左（図２の上下）の主駆動輪１２，１４を支持し、メインフレーム３０の前端部（図１、図２の左端部）の右左（図２の上下）に分かれた部分に、右左のキャスタ輪２２，２４を支持している。また、メインフレーム３０の前後方向（図１、図２の左右方向）に関してキャスタ輪２２，２４と主駆動輪１２，１４との間に、芝刈り機２０を設けている。芝刈り機２０は、芝刈り機２０駆動用の動力源（例えば、油圧モータまたは電動モータ）３８と作動的に連結している。図示の例の場合には、動力源３８と芝刈り機２０との間を、自在継手および伝道軸により作動的に、すなわち動力の伝達を可能に連結している。芝刈り機２０は、図示しない作業機昇降アクチュエータにより、高さ調節を可能としている。また、芝刈り機２０に、刈り取った草を後方に排出するための排出ダクト４０を接続している。排出ダクト４０は、運転席２６の後側に沿うように斜め上方に伸ばして、上部を運転席２６の後側に設けた収草タンク４２に接続している。排出ダクト４０の中間部は、メインフレーム３０を構成する横板部に設けた孔部を貫通するように、斜め上下方向に伸びている。
【００４１】
また、図２に示すように、エンジン３２および発電機３４と電源ユニット３６とは、メインフレーム３０を構成する平板状の横板部の下側において、排出ダクト４０を避けるように排出ダクト４０の後側に支持している。
【００４２】
また、電源ユニット３６、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８等の各構成要素の動作を総合的に制御するコントローラ４４，４６，４８は、メインフレーム３０の上面側あるいは底面側の適当な位置に配置している。コントローラ４４，４６，４８は電気回路であるので、他の機構要素と比べて、分散配置を行うことが可能である。図１、図２の例では、メインフレーム３０の上面側で運転席２６の下側の位置と、メインフレーム３０の底面側で、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８に近い２つの位置との、合計３箇所に分散してコントローラ４４，４６，４８を配置している。これらのコントローラ４４，４６，４８は、適当な信号ケーブル等で相互に接続される。ここで、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８に近い位置に配置されるコントローラ４６，４４には、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８に用いられるインバータ回路等のドライバー回路が主に配置され、運転席２６に近い位置に配置されるコントローラ４８には、ＣＰＵ等の制御論理回路が主に配置される。なお、コントローラ４４，４６，４８は、いずれか１個または２個の位置に統合することもできる。
【００４３】
第１電動モータ１６および第２電動モータ１８は、回転軸の駆動により、２個の主駆動輪１２，１４をそれぞれ駆動する。２個の電動モータ１６，１８は、ＤＣブラシレスモータ等で、正逆両方向に回転駆動することを可能としている。また、２個の電動モータ１６，１８の回転数を制御可能としている。
【００４４】
また、芝刈り機２０は、鉛直方向の軸を中心に回転駆動する１個または複数の芝刈用ブレードを備える。なお、芝刈り機２０は、芝刈り用ブレードではなく、水平方向の軸を中心に回転駆動する回転軸を有するシリンダにらせん状の刃を配置し、芝等を挟み取って刈り取る芝刈り用リール型のものを用いることもできる。
【００４５】
図３は、コントローラ４４，４６，４８を含む芝刈り車両１０の基本構成を示している。コントローラ４４，４６，４８は、例えば、ＣＰＵを含む制御回路であり、第１電動モータ用駆動回路（右車軸モータ用ドライバー）５０と、第２電動モータ用駆動回路（左車軸モータ用ドライバー）５２と、第１電動モータ１６用の電力回生ユニット５４および第２電動モータ１８用の電力回生ユニット５６とを含む。例えば、第１電動モータ用駆動回路５０は、ＣＰＵからの制御信号により、第１電動モータ１６を駆動する。第１電動モータ１８からは、コントローラ４４，４６，４８に、回転数、回転方向、電流値等を表す信号をフィードバックする。また、第１電動モータ１６に対応して、右側の主駆動輪１２（図２）を制動するための電動で作動するブレーキユニット５８を設けており、コントローラ４４，４６，４８から制御信号を送るようにしている。
【００４６】
また、第２電動モータ用駆動回路５２は、ＣＰＵからの制御信号により、第２電動モータ１８を駆動する。第２電動モータ１８からも、コントローラ４４，４６，４８に、回転数、回転方向、電流値等を表す信号をフィードバックする。また、第２電動モータ１８に対応して、左側の主駆動輪１４（図２）を制動するための電動で作動するブレーキユニット６０を設けており、コントローラ４４，４６，４８から制御信号を送るようにしている。
【００４７】
また、主駆動輪１２，１４（図２）の制動に対応して、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８が発電機の役目を果たし、発電された電力が電力回生ユニット５４，５６を介して電源ユニット３６に蓄電される。電源ユニット３６に対応して、電源ユニット３６の充電状態を監視するための充電監視システムを設けている。なお、第１電動モータ用駆動回路５０と電力回生ユニット５４とは、インバータを含む回路により両方の機能を持たせることができる。同様に、第２電動モータ用駆動回路５２と電力回生ユニット５６とは、インバータを含む回路により両方の機能を持たせることができる。
【００４８】
なお、電源ユニット３６は、電気エネルギを蓄え、必要に応じて、電動モータ１６，１８等の負荷に電力を供給する機能を有する２次電池であり、鉛蓄電池、リチウムイオン組電池、ニッケル水素組電池、キャパシタ等を用いることができる。
【００４９】
なお、電源ユニット３６は、エンジン３２と発電機３４とからの電力供給系統とは別に、外部電源から充電電力の供給を受けることができる。図３において「ＡＣ１１０Ｖ又はその他の供給ユニット」とあるのは、いわゆるプラグインの方法で外部電源からの充電電力供給を受ける系統を示している。これによって、芝刈り車両１０が作動していないときに、外部電源により電源ユニット３６を十分に充電でき、芝刈り作業のときには、エンジン３２を作動させることなく、電源ユニット３６の電力のみで芝刈り車両１０を作動させることができる。
【００５０】
芝刈り機関係の動力源３８は、例えば、電源ユニット３６に接続され、芝刈り機２０の芝刈り用ブレードを回転駆動させる機能を有する。動力源３８の作動は、運転席２６の近くに設けられる芝刈り機起動スイッチ（モア起動スイッチ）６２（図３参照）のオン・オフによって制御される。すなわち、コントローラ４４，４６，４８が芝刈り機起動スイッチ６２のオン・オフ状態を検出し、その検出によって、動力源３８駆動用のドライバーの作動を制御して、動力源３８を作動させ、あるいは停止させる。
【００５１】
また、図３には、２レバー式の操作レバー２８と、ステアリングホイール（ハンドル）式またはモノレバー式のステアリング操作部６４とが示されているが、これは説明の便宜上併記したもので、実際の芝刈り車両１０には、いずれか一方が備えられる。図１、図２の例では、２レバー式の操作レバー２８を図示している。
【００５２】
操作レバー２８は、２本のレバーによって左右の主駆動輪１２，１４の回転数を調整する機能を有する。例えば、運転席２６の左側に左の主駆動輪１４の回転数を調整する操作レバー２８が配置され、運転席２６の右側に右の主駆動輪１２の回転数を調整する操作レバー２８が配置される。各操作レバー２８は、運転席２６に対して前後方向に移動することができる。各操作レバー２８の操作量は、操作量検出部である、操作量センサを用いてコントローラ４４，４６，４８に伝送され、左右の主駆動輪１２，１４に接続される電動モータ１６，１８の作動が制御される。また、後述のように、電動モータ１６，１８の作動に対応して、キャスタ輪２２，２４（図２）操向用の電動モータの作動も制御される。
【００５３】
図３に戻り、コントローラ４４，４６，４８は、キャスタ輪２２，２４（図２）の操向用電動モータ駆動手段に対応する、操向用駆動回路（ステアリング用ドライバー）６６を含む。操向用駆動回路６６からの制御信号は、前側の右左のキャスタ輪２２，２４を操向するための操向用動力源である、右左のステアリングアクチュエータ６８，７０に入力し、それぞれのステアリングアクチュエータ６８，７０を駆動する。本実施の形態では、右左のステアリングアクチュエータ６８，７０を、それぞれ操向用電動モータとする。
【００５４】
図４は、１個のキャスタ輪２２（２４の場合も同様）と、キャスタ輪２２に対応する操向用駆動装置７２とを示す断面図である。操向用駆動装置７２は、支持フレーム７４と、支持フレーム７４に対し、キャスタ輪２２を水平方向の回転軸を回転可能に支持する下側支持部７６と、メインフレーム３０に対し、支持フレーム７４を、操向軸である、鉛直方向の支持軸７８を中心に３６０度以下の所定角度まで回転可能に支持する上側支持部８０とを備える。メインフレーム３０の上側に操向用電動モータ８２のケースを固定しており、操向用電動モータ８２の回転軸を鉛直方向に配置している。操向用電動モータ８２の回転軸の下端部に小歯車８４を設けるとともに、小歯車８４と、支持軸７８の上部に固定した大歯車８６とを噛合させている。これにより、図３に示した操向用駆動回路６６からの制御信号により、操向用電動モータ８２が駆動すると、小歯車８４と大歯車８６とから成る歯車機構を介して、支持フレーム７４が支持軸７８中心に所定の角度回転し、キャスタ輪２２が所定の方向に操向される。なお、操向用電動モータ８２の代わりに、操向用の油圧モータ等の油圧アクチュエータを使用することもできる。
【００５５】
なお、図４では、キャスタ輪２２にキャスタ輪２２走行用の電動モータ８８を作動的に連結し、電動モータ８８の回転軸の回転を遊星歯車機構により減速してキャスタ輪２２に伝達するような図示をしている。このような図示の例の場合には、右左の主駆動輪１２，１４（図２）駆動用の電動モータ１６，１８（図２）の駆動に対応して、キャスタ輪２２，２４駆動用の電動モータ８８を強制的に駆動する。また、この場合には、電動モータ８８に通電用のケーブル（図示せず）の一端を接続し、メインフレーム３０に固定されたコントローラ４４，４６，４８等に、ケーブルの他端を接続する。また、この場合、キャスタ輪２２，２４の操向角度を所定角度に制限するための図示しないストッパを、メインフレーム３０と支持フレーム７４との間等に設ける。これにより、電動モータ８８に接続したケーブルが過度にねじられることを阻止する。なお、図４では遊星歯車機構を２段階に減速する構成としているが、１段階だけ減速する構成でも、３段階以上に減速する構成であってもよい。また、遊星歯車機構を設けず、電動モータ８８の回転軸を直接キャスタ輪に固定して、回転軸の回転をキャスタ輪に直接伝達する構成とすることもできる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、このように、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を設ける場合に限定するものではなく、キャスタ輪２２，２４を水平方向の軸を中心に自由回転させる構成とすることもできる。
【００５７】
また、図５は、キャスタ輪２２，２４の操向用駆動装置７２の別例を示す、図４のＢ部に対応する断面図である。図５に示すように、操向用駆動装置７２は、操向用電動モータ８２をその回転軸を水平方向に向くように配置して、回転軸の先端側に設けたウォーム軸９０のウォームと、支持軸７８に固定したウォームホイール９２とを噛合させることもできる。
【００５８】
また、図４に戻り、支持軸７８の上部とメインフレーム３０との間に、支持軸７８の回転角度を検出し、キャスタ輪２２，２４の操向方向を検出するための、キャスタ輪方向検出部である、図示しない回転角度検出装置を設けている。回転角度検出装置は、支持軸７８に固定したエンコーダを含む。エンコーダは、例えば、支持軸７８の円周方向にＮ極とＳ極とを交互に変化させた磁極特性を有するものとする。また、エンコーダに対向して、メインフレーム３０に回転角度センサ（図示せず）を固定して、回転角度センサからの検出信号を、上記のコントローラ４４，４６，４８に入力する。なお、回転角度検出装置は、操向用電動モータ８２の回転軸の先端部に固定したエンコーダと、メインフレーム３０に固定した回転角度センサとから構成することもできる。
【００５９】
図６は、別例の回転角度検出装置９４を示す略斜視図である。図６に示すように、回転角度検出装置９４は、エンコーダ９６と、回転角度センサ９８とにより構成している。エンコーダ９６は、支持軸７８に固定した、円周方向片半部にＮ極を円周方向他半部にＳ極を設けた円板状とし、回転角度センサ９８は、メインフレーム３０（図４等参照）に固定した、９０度位相が異なる２個所位置に設けたホール素子により構成している。このような回転角度検出装置９４によれば、エンコーダ９６の回転に伴い、２個のホール素子からの信号に基づく出力電圧が互いに位相が９０度ずれた波形となるため、２個のホール素子からの信号を用いて、支持軸７８の回転角度が検出可能となる。なお、エンコーダ９６の着磁方向は、図６に示すような円板の表裏方向に着磁する場合に限定するものではなく、円板の外周面に径方向に着磁することもできる。この場合には、回転角度センサ９８を構成するホール素子をエンコーダ９６の径方向に対向させる。また、２個以上のホール素子を１個のパッケージに設けて、１個のパッケージをエンコーダ９６に対向させることで回転角度検出装置を構成することもできる。
【００６０】
このような回転角度検出装置を含んで構成する操向用駆動装置７２（図４）は、右左両側の２個のキャスタ輪２２，２４に対応して、それぞれ設ける。また、それぞれの回転角度検出装置からの検出信号は、上記の図３に示したコントローラ４４，４６，４８に入力する。なお、図３では、右左のステアリングアクチュエータ６８，７０に対応する図として、リニアアクチュエータのような図示をしているが、このように、ステアリングアクチュエータ６８，７０として、電動プランジャ等の電動アクチュエータ、油圧アクチュエータ等のリニアアクチュエータ、またはリニアモータ等を用いることもできる。
【００６１】
また、図３に示すように、芝刈り車両１０は、エンジン３２を始動させるためのスターターとスターター補助リレーとを備える。コントローラ４４，４６，４８からの始動指令信号をスターター補助リレーに入力することにより、スターターを始動させて、エンジン３２を始動させる。スターターへは電源ユニット３６から電力を供給する。
【００６２】
また、芝刈り機２０（図１、図２参照）の昇降位置を表す芝刈り機昇降位置検出センサ１００からの信号を、コントローラ４４，４６，４８に入力し、コントローラ４４，４６，４８により芝刈り機２０の昇降位置を調節可能としている。また、運転者が運転席に乗車したか否かを検出するシートスイッチ１０２を設けて、シートスイッチ１０２からの信号をコントローラ４４，４６，４８に入力する。シートスイッチ１０２からの信号に応じて、コントローラ４４，４６，４８は、運転者が運転席に乗車していない場合には、芝刈り機２０および芝刈り車両１０の運転を停止するように、芝刈り機２０および芝刈り車両１０を制御する。
【００６３】
また、芝刈り車両１０に傾斜センサ１０４を設けて、芝刈り車両１０が位置する地面の傾斜角度を検出可能としている。傾斜センサ１０４からの検出信号もコントローラ４４，４６，４８に入力する。また、ブレーキペダルセンサ１０６により、ブレーキペダルの踏み込み量を検出可能とし、ブレーキペダルセンサ１０６からの検出信号もコントローラ４４，４６，４８に入力する。また、パーキングブレーキセンサ１０８により、パーキングブレーキレバーの作動状態、すなわち、オンまたはオフを検出可能とし、パーキングブレーキセンサ１０８からの検出信号もコントローラ４４，４６，４８に入力する。さらに、各種の走行モード等のモードを表示するための表示部と、各種のモード実現または機能を発揮させるためのモード機能スイッチとをまとめて配置した操作／表示部１１０を設けるとともに、操作／表示部１１０に各種の異常を表示するようにしている。操作／表示部１１０を構成するモード機能スイッチからの信号はコントローラ４４，４６，４８に入力し、コントローラ４４，４６，４８からの信号により表示部で所定の状態（例えば異常）を表示するようにしている。
【００６４】
また、芝刈り車両１０の旋回や加速を行うための右左の操作レバー２８の操作量を検出する操作量センサからの信号に応じて、主駆動輪１２，１４（図２）に対応する２個の電動モータ１６，１８と、右左のステアリングアクチュエータ６８、７０（図３）に対応する、操向用電動モータ８２（図４、図５）とが作動するようにしている。例えば、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に、旋回走行する場合の３形態を模式的に示している。右左の操作レバー２８（図１、図３）を前後に操作することにより、主駆動輪１２，１４に対応する電動モータ１６，１８が駆動し、旋回、加速、減速等を行える。操作レバー２８は上下に直立した位置で開放状態、すなわちニュートラル状態となる。電動モータ１６，１８はこの状態で停止する。これに対して、操作レバー２８を前に倒すことにより、対応する電動モータ１６，１８が前進方向に正回転し、操作レバー２８を後に倒すことにより、対応する電動モータ１６，１８が後進方向に逆回転する。また、操作レバー２８の倒し量が増大するのにしたがって、電動モータ１６，１８の回転数が増大する。例えば、右の操作レバー２８を前に倒すことにより、右側の主駆動輪１２に対応する電動モータ１６が正回転し、右の操作レバー２８を後に倒すことにより、右の主駆動輪１２に対応する電動モータ１６が逆回転する。また、両方の操作レバー２８を同じ分だけ前に倒すと、芝刈り車両１０は直進する。この場合には、前側の２個のキャスタ輪２２，２４は、主駆動輪１２，１４と平行な方向に向いた状態となる。
【００６５】
これに対して、図７（ａ）に示すように、芝刈り車両１０を左方向に緩旋回、すなわち、大きな曲率半径で左方向に旋回させる場合には、両方の操作レバー２８を前に倒すが、右側の操作レバー２８を左側の操作レバー２８よりも大きく倒す。このように操作レバー２８の倒し量が右側と左側とで差がある場合には、２個のキャスタ輪２２，２４にそれぞれ対応する２個の操向用電動モータ８２（図４、図５）が、キャスタ輪２２，２４を所定の方向に向けるように駆動する。
【００６６】
図７（ａ）に示す例の場合には、コントローラ４４，４６，４８は、右左車輪速度モジュールと、旋回中心取得モジュールと、キャスタ輪操向角度取得モジュールとを有する。右左車輪速度取得モジュールは、操作レバー２８の倒し量に応じて右左の主駆動輪１２，１４の走行速度を求めて取得する。また、旋回中心取得モジュールは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の走行速度に対応する旋回中心Ｏの位置を求めて取得する。また、キャスタ輪操向角度取得モジュールは、取得された旋回中心Ｏの位置に対応する２個のキャスタ輪２２，２４のそれぞれの操向角度を求めて取得する。そして、第１電動モータ用駆動回路５０と第２電動モータ用駆動回路５２と操向用駆動回路６６（図３）とは、取得された右左車輪速度に応じて右左の主駆動輪１２，１４を、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８により走行駆動する。また、取得された操向角度に応じて右左のキャスタ輪２２，２４を、２個の操向用電動モータ８２により操向する。すなわち、２個のキャスタ輪２２，２４は、取得された旋回中心Ｏを有するそれぞれの円の接線方向に向くように操向する。
【００６７】
また、図７（ｂ）は、芝刈り車両１０を左方向に信地旋回、すなわち、旋回中心Ｏを左側の主駆動輪１４の設置位置に位置させた状態で左方向に旋回させる例を示している。この場合には、右側の操作レバー２８を前に倒すが、左側の操作レバー２８は直立状態のニュートラル位置に位置させる、すなわち開放状態とする。この場合、右左車輪速度取得モジュールは、操作レバー２８の倒し量に応じて右側の主駆動輪１２の走行速度を求めて取得する。また、旋回中心取得モジュールは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の走行速度に対応する旋回中心Ｏの位置を、左側の主駆動輪１４設置位置として、求めて取得する。また、キャスタ輪操向角度取得モジュールは、取得された旋回中心Ｏの位置に対応する２個のキャスタ輪２２，２４のそれぞれの操向角度を求めて取得する。そして、第１電動モータ用駆動回路５０と操向用駆動回路６６（図３）とは、取得された右側の主駆動輪１２の速度に応じて右側の主駆動輪１２を第１電動モータ１６により走行駆動し、取得された操向角度に応じて右左のキャスタ輪２２，２４を２個の操向用電動モータ８２により操向する。この場合も、２個のキャスタ輪２２，２４は、取得された旋回中心Ｏを有するそれぞれの円の接線方向に向くように操向する。また、この場合には、左側の主駆動輪１４の速度は０である。
【００６８】
また、図７（ｃ）は、芝刈り車両１０を左方向に超信地旋回（スピン）、すなわち、旋回中心Ｏを右左の主駆動輪１２，１４の設置位置同士の間の中央位置に位置させた状態で左方向に旋回させる例を示している。この場合には、右側の操作レバー２８を前に倒すが、左側の操作レバー２８を同じ分だけ後に倒す。この場合、右左車輪速度取得モジュールは、操作レバー２８の倒し量に応じて右左の主駆動輪１２，１４の走行速度を求めて取得する。右左の主駆動輪１２，１４は、同じ速度で逆方向に回転する。また、旋回中心取得モジュールは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の走行速度に対応する旋回中心Ｏの位置を、右左の主駆動輪１２，１４の設置位置同士の間の中央位置として、求めて取得する。また、キャスタ輪操向角度取得モジュールは、取得された旋回中心Ｏの位置に対応する２個のキャスタ輪２２，２４のそれぞれの操向角度を求めて取得する。そして、第１電動モータ用駆動回路５０と第２電動モータ用駆動回路５２と操向用駆動回路６６（図３）とは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の速度に応じて第１電動モータ１６および第２電動モータ１８により走行駆動し、取得された操向角度に応じて右左のキャスタ輪２２，２４を２個の操向用電動モータ８２により操向する。この場合も、２個のキャスタ輪２２，２４は、取得された旋回中心Ｏを有する円の接線方向に向くように操向する。なお、図７においては、芝刈り車両１０を左方向に旋回させる場合について説明したが、右方向に旋回させる場合も右左が逆になるだけで同様である。
【００６９】
なお、キャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により操向するとともに、キャスタ輪走行用の電動モータ８８（図４参照）により駆動する場合には、次のようにして、キャスタ輪２２，２４の操向角度と速度とを求めることができる。図８は、右左の主駆動輪１２，１４の速度が与えられたときに、旋回中心位置を求める様子を説明する図である。図８（ａ）は、図７（ａ）に対応する図で、主駆動輪１２，１４の配置と、これから求めようとする旋回中心位置Ｏとが示されている。ここで、主駆動輪１２が旋回に対しての外側車輪でその対地速度がＶoとして示され、主駆動輪１４が内側車輪でその対地速度がＶiとして示されている。また、主駆動輪１２，１４の車軸上で、主駆動輪１２，１４のちょうど中間位置における対地速度ＶMは、平均走行速度に対応するものであり、ＶM＝（Ｖo＋Ｖi）／２で与えられる。なお、平均走行速度を求めて取得する機能は、コントローラ４４，４６，４８（図３）が有する旋回中心取得モジュールによって実行する。ただし、特にこの部分のみを取り出して利用することもある。すなわち、コントローラ４４，４６，４８の１つの機能として、平均走行速度取得モジュールとして実行することもできる。
【００７０】
また、主駆動輪１２，１４の間の間隔である主駆動輪トレッドは２Ｔで示され、主駆動輪１２，１４の半径はｒrで示されている。したがって、主駆動輪１２の車軸周りの回転数Ｎoは、Ｖo／ｒr、主駆動輪１４の車軸周りの回転数Ｎiは、Ｖi／ｒrで与えられる。
【００７１】
図８（ｂ）は、上記の記号を用いて、旋回中心位置Ｏを求める計算過程を示す図である。ここで、旋回中心位置Ｏは、主駆動輪１２，１４の車軸上で、主駆動輪１２，１４のちょうど中間位置からの距離Ｒで表すものとする。図８（ｂ）に示されるように、旋回中心位置は、Ｒ＝Ｔ×｛（Ｎo＋Ｎi）／（Ｎo−Ｎi）｝で表わすことができる。したがって、芝刈り車両１０の構成によってＴが定まれば、主駆動輪１２，１４の速度Ｖo，Ｖiに対応する回転数Ｎo，Ｎiから旋回中心位置Ｒを求めることができる。
【００７２】
次に、右左の主駆動輪１２，１４速度と旋回中心Ｏ位置とに基づいて、キャスタ輪の速度を求め取得する。この機能は、コントローラ４４，４６，４８が有するキャスタ輪速度取得モジュールによって実行する。
【００７３】
図９と図１０とは、図８で求められた旋回中心位置Ｏを用いて、キャスタ輪２２，２４の速度を求める様子を示す図である。以下では、図８の符号を用いて説明する。図９（ａ）は、図７（ａ）、図８（ａ）に対応する図で、主駆動輪１２，１４の配置と、キャスタ輪２２，２４の配置と旋回中心位置Ｏとが示されている。ここで、これから求めようとするキャスタ輪２２，２４の速度について、旋回中心位置Ｏから見て外側のキャスタ輪２２の対地速度がＶFo、内側のキャスタ輪２４の対地速度がＶFiで示されている。
【００７４】
また、キャスタ輪２２，２４の間の間隔であるキャスタ輪トレッドは２ｔ、主駆動輪１２，１４の中間位置とキャスタ輪２２，２４の中間位置との間の距離であるホイールベース長さはＷ、キャスタ輪２２，２４の半径はｒfで示されている。したがって、キャスタ輪２２の車軸周りの回転数ＮFoは、ＶFo／ｒf、キャスタ輪２４の車軸周りの回転数ＮFiは、ＶFi／ｒfで与えられる。
【００７５】
また、キャスタ輪２２，２４の旋回中心Ｏ周りの操向角度は次のようにして求める。すなわち、各キャスタ輪２２，２４の車軸方向は、各キャスタ輪２２，２４の接地位置と旋回中心位置Ｏとを結ぶ直線の方向となる。したがって、この直線の方向と、主駆動輪１２，１４の車軸方向との間の角度が、各キャスタ輪２２，２４の操向角度となり、図９（ａ）では、それぞれθo，θiで示されている。また、各キャスタ輪２２，２４の接地位置と旋回中心位置Ｏとの間の距離は、それぞれＲo，Ｒiで示されている。
【００７６】
図９（ｂ）は、上記の記号を用いて、各キャスタ輪２２，２４の操向角度θo，θiを求める計算過程を示す図である。ここでは、上記の図８で説明したようにして求められたＲと、ホイールベース長Ｗと、キャスタ輪トレッドの１／２であるｔとから、各キャスタ輪２２，２４の旋回半径に相当するＲo，Ｒiを求め、これとＲとの関係から、操向角度θo，θiが求められる様子が示されている。ここで、Ｒo，Ｒiは、各キャスタ輪２２，２４の接地位置と旋回中心位置Ｏとの間の距離で与えられる。
【００７７】
図１０は、主駆動輪１２，１４の平均走行速度ＶMに応じたキャスタ輪２２，２４の速度ＶFo，ＶFiを求める過程を示す図である。芝刈り車両１０の各構成要素は、旋回中心位置Ｏの周りに同じ角速度で旋回するので、旋回中心位置Ｏからの距離に比例して、対地速度が異なってくる。したがって、キャスタ輪２２の速度ＶFoと、主駆動輪１２，１４の平均走行速度ＶMとの比は、旋回中心位置Ｏからキャスタ輪２２の接地位置までの距離Ｒoと、旋回中心位置Ｏから主駆動輪１２，１４の中間位置までの距離Ｒとの比となる。図８からＲが求められており、図９（ｂ）においてＲoは求められているので、キャスタ輪２２の速度ＶFo及びこれに対応する回転数ＮFoが図１０で示されるように求められる。
【００７８】
図１０では、旋回中心位置Ｏを示すＲを右左の主駆動輪１２，１４の回転数Ｎo，Ｎiで書き換えているので、結局、キャスタ輪２２の回転数ＮFoは、右左の主駆動輪１２，１４の回転数Ｎo，Ｎiと、芝刈り車両１０の構成によって定まるホイールベース長Ｗ，主駆動輪トレッド２Ｔ，キャスタ輪トレッド２ｔ，主駆動輪半径ｒr，キャスタ輪半径ｒfとから求めることができる。キャスタ輪２４の回転数ＮFiも同様に、右左の主駆動輪１２，１４の回転数Ｎo，Ｎiと、芝刈り車両１０の構成によって定まるＷ，Ｔ，ｔ，ｒr，ｒfとから求めることができる。
【００７９】
図８から図１０で説明したように、右左の主駆動輪１２，１４の速度あるいは回転数が与えられれば、芝刈り車両１０の構成によって定まるＷ，Ｔ，ｔ，ｒr，ｒfを用いて、旋回中心位置Ｒと、キャスタ輪２２，２４の速度あるいは回転数と、キャスタ輪２２，２４の操向角度θo，θiとを求めることができる。したがって、予め分かっているＷ，Ｔ，ｔ，ｒr，ｒfと、図８から図１０で説明した計算式とをコントローラ４４，４６，４８が有する記憶部に記憶させておき、右左の主駆動輪１２，１４の回転数を適用することで、旋回中心位置を取得し、キャスタ輪２２，２４の速度および操向角度を取得する工程を容易に実行できる。
【００８０】
さらに、本実施の形態の場合には、コントローラ４４，４６，４８は、切り替え手段である切り替えモジュールを備える。切り替えモジュールは、２個のキャスタ輪２２，２４を２個の操向用電動モータ８２（図４、図５参照）により強制的に操向する強制操向モードと、２個の操向用電動モータ８２の動力発生を停止してキャスタ輪２２，２４の自由操向を可能とする自由操向モードとのいずれかのモードへの切り替えを可能としている。具体的には、自由操向モードを実現するために、操向用電動モータ８２への電力供給を停止して、操向用電動モータ８２の駆動を停止する。また、切り替えモジュールは、運転者により操作する右左の操作レバー２８の操作量を検出する操作量センサと、キャスタ輪２２，２４の操向方向を検出する回転角度検出装置９４（図６等参照）とからの検出信号がそれぞれ入力され、操作量検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪２２，２４の方向と、回転角度検出装置９４からの検出信号に対応するキャスタ輪２２，２４の方向とが異なる場合に、自由操向モードから強制操向モードへ切り替える。
【００８１】
このような切り替えモジュールを備える本実施の形態の乗用型芝刈り車両である芝刈り車両１０は、次のようにして操向用電動モータ８２を、停止状態から駆動状態に切り替える。図１１は、操向用電動モータ８２の駆動を切り替える方法を示すフローチャートである。まず、図１１のステップＳ１において、操向用電動モータ８２の駆動を停止する（オフする）、すなわち自由操向モードの状態で、ステップＳ２において、回転角度検出装置９４を構成するエンコーダ９６（図６等参照）等により、キャスタ輪２２，２４のそれぞれの現在の操向角度αを検出する。
【００８２】
次いで、ステップＳ３において、切り替えモジュールは、右左の操作レバー２８の操作位置、すなわち、倒れ位置に対応するキャスタ輪２２，２４の目標操向角度βを求めて、取得し、ステップＳ４において、取得された目標操向角度βと、現在のキャスタ輪２２，２４の検出された操向角度αとを比較する。そして、目標操向角度βと検出された操向角度αとが一致している場合には、操向用電動モータ８２を停止した状態とし、目標操向角度βと検出された操向角度αとが不一致である場合には、操向用電動モータ８２に通電して、操向用電動モータ８２を駆動し（オンし）、停止状態から駆動状態に切り替える。すなわち、自由操向モードから強制操向モードに切り替える。そして、目標操向角度βと検出された操向角度αとが一致するように、操向用電動モータ８２を制御する。
【００８３】
なお、このような目標操向角度βの取得と操向角度αの検出とは、右左のキャスタ輪２２，２４のそれぞれで行い、それぞれで比較した結果に応じて、それぞれのキャスタ輪２２，２４に対応する操向用電動モータ８２を停止状態から駆動状態に切り替えるか否かを判定する。すなわち、本実施の形態では、右左２個のキャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により強制的に操向する強制操向モードにおいて、操作レバー２８の操作に応じて、２個のキャスタ輪２２，２４を、互いに独立して操向用電動モータ８２により強制的に操向可能としている。また、切り替え手段の切り替えは、運転者がスイッチ等の操作部を操作することにより、手動で切り替えることを可能としている。
【００８４】
このような本実施の形態によれば、キャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により強制的に操向する強制操向モードと、操向用電動モータ８２の動力発生を停止してキャスタ輪２２，２４の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行う切り替えモジュールを備える。このため、斜面走行時において、目標操向角度βと検出された操向角度αとが不一致である場合に、切り替えモジュールが強制操向モードに切り替えることにより、運転者が望む方向よりもキャスタ輪２２，２４を下側に向けるような不都合が生じることを防止できる。すなわち、芝刈り車両１０を運転者が望む方向に精度よく進行させることができる。しかも、高速走行時等必要がない場合には、運転者が手動で操作部を操作して、自由走行モードに切り替えることができるため、操向用電動モータ８２にかかる負荷を小さくして、操向用電動モータ８２の小型化を図りやすくなる。また、操向輪をキャスタ輪２２，２４としているため、芝刈り車両１０の旋回の自由度向上を図れる。例えば、旋回時の回転半径を十分に小さくする、超信地旋回等の急旋回を行いやすくなる。
【００８５】
また、本実施の形態で、強制操向モードにおいて、キャスタ輪２２，２４を走行用の電動モータ８８（図４等参照）により駆動するように構成する場合には、斜面走行時において、目標操向角度βと検出された操向角度αとが不一致である場合に、強制操向モードに切り替えることにより、運転者が望む方向よりもキャスタ輪２２，２４を下側に向けるような不都合が生じることを、より有効に防止できる。なお、自由操向モードから強制操向モードへの切り替えを行うか否かは、目標操向角度βと操向角度αとがずれた場合でも、許容割合、例えば５％等の許容範囲を超えてずれた場合にのみ、切り替えを行うようにすることもできる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、自由操向モードを実現するために、操向用電動モータ８２への電力供給を停止して、操向用電動モータ８２の駆動、すなわち動力発生を停止するようにしているが、自由操向モードを実現するために、２個の操向用電動モータ８２から２個のキャスタ輪２２，２４への操向用の動力伝達を遮断することもできる。例えば、操向用電動モータ８２とキャスタ輪２２，２４の駆動部との間の動力伝達部にクラッチ機構を設けて、クラッチ機構を断接することにより、操向用の動力伝達の遮断または接続を可能とすることもできる。
【００８７】
また、本実施の形態では、右左の操作レバー２８により、芝刈り車両１０の加速、減速、旋回のいずれも行えるようにしているが、図３に示したように、ステアリングホイール等のステアリング操作部６４等により旋回するように構成することもできる。この場合には、例えば、ステアリングホイールの回転角度を検出する回転角度センサからの検出信号を、コントローラ４４，４６，４８に入力する。また、運転席２６（図１）の下側に、前進アクセルペダルと後進アクセルペダルとを備え、いずれかのアクセルペダルの踏み込みにより前進側、または後進側へ車両を加速させる。前進アクセルペダルの踏み込み量を検出する前進側踏み込み量検出センサと、後進アクセルペダルの踏み込み量を検出する後進側踏み込み量検出センサとからの検出信号は、コントローラ４４，４６，４８に入力する。また、両踏み込み量検出センサからの検出信号に応じて、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８を正転方向または逆転方向に回転駆動させる。また、ステアリングホイールの回転角度検出センサからの検出信号に応じて、キャスタ輪２２，２４操向用の電動モータ８２（図４、図５）を駆動し、２個のキャスタ輪２２，２４を旋回方向に応じた所定の方向に操向する。
【００８８】
また、図３において、２個のキャスタ輪２２，２４を、走行用の電動モータ８８（図４等参照）により駆動する場合には、２個のキャスタ輪２２，２４駆動用として、第１電動モータ用駆動回路５０と、第２電動モータ用駆動回路５２と、第１電動モータ１６用の電力回生ユニット５４および第２電動モータ１８用の電力回生ユニット５６とに対応する構成と、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８およびそれぞれの電動モータ１６，１８に対応するブレーキユニット５８、６０に対応する構成とを、それぞれ設ける。
【００８９】
［第２の発明の実施の形態］
図１２は、本発明の第２の実施の形態において、上記の図４に対応する略断面図を示している。本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態において、少なくともキャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により強制的に操向する強制操向モードにおいて、２個のキャスタ輪２２，２４を、走行用の動力源である電動モータ８８により駆動するように構成している。また、キャスタ輪２２，２４を支持する支持ハウジング１１２は、上側支持部１１４により、鉛直方向の軸を中心に３６０度を超えて自由に回転可能に支持している。すなわち、上側支持部１１４は、メインフレーム３０に対し軸受により鉛直方向の軸周りに回転可能に支持した筒部１１６と、筒部１１６に固定した大歯車８６および支持ハウジング１１２とを備える。また、メインフレーム３０上にコントローラ４４，４６，４８（図３参照）からの制御信号を受け取るスリップリング１１８を支持するとともに、スリップリング１１８の下側に導出したケーブル１２０を、支持ハウジング１１２の内側を通じてキャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８に接続している。
【００９０】
これにより、キャスタ輪２２，２４の鉛直方向の軸を中心とする回転にかかわらず、ケーブル１２０のねじれをより有効に防止できる。本実施の形態の場合には、キャスタ輪２２，２４の操向に対する角度を所定の角度に規制するためのストッパを設ける必要がない。その他の構成および作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示および説明を省略する。
【００９１】
［第３の発明の実施の形態］
図１３は、本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の場合、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を、キャスタ輪２２，２４の上側に外れた部分に配置している。すなわち、電動モータ８８は、メインフレーム３０に対し鉛直方向の軸を中心に回転可能に支持した筒部１１６に大歯車８６とともに固定している。そして、電動モータ８８の回転軸の回転を、複数の平歯車を備える歯車機構１２２を介してキャスタ輪２２，２４に伝達するように構成している。歯車機構１２２を構成する複数の平歯車も、電動モータ８８および大歯車８６とともに、鉛直方向の軸であり、キャスタ輪２２，２４の旋回軸である、操向軸１２３を中心とする回転に伴って回転するようにしている。また、大歯車８６には、キャスタ輪２２，２４旋回用の図示しない電動モータの回転軸に固定した小歯車を噛合させている。なお、図１３では、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４とのタイヤ中心が一致していることを示している。このような構成とすることで、操向に対する抵抗（操向抵抗）を低減できる。その他の構成および作用については、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態、または、上記の図９に示した第２の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示および説明を省略する。
【００９２】
［第４の発明の実施の形態］
図１４は、本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の場合、上記の図１３に示した第３の実施の形態において、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を、歯車機構１２２に関して、図１４の右左方向で逆に取り付けている。その他の構成および作用は、上記の図１３に示した第３の実施の形態と同様である。なお、図１４でも、図１３と同様に、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４とのタイヤ中心が一致していることを示している。
【００９３】
［第５の発明の実施の形態］
図１５から図１６は、本発明の第５の実施の形態を示している。図１５は、図４に対応する断面図で、図１６は図１５の右側から左側に見た、一部を断面で示す図である。本実施の形態の場合、上記の図１３に示した第３の実施の形態において、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を、鉛直方向の軸を中心として９０度回転させた位置に設けるとともに、電動モータ８８の回転軸にかさ歯車機構により、上側回転軸１２４を作動的に連結している。そして、上側回転軸１２４と、キャスタ輪２２，２４に固定した下側回転軸１２６との間に中間回転軸１２８を配置し、上側回転軸１２４に固定した駆動側歯車１３０と、中間回転軸１２８に固定した従動側歯車１３２との間にチェーン１３４を掛け渡している。そして、中間回転軸１２８と下側回転軸１２６とを、平歯車機構１３６により作動的に連結している。この結果、電動モータ８８の回転軸とキャスタ輪２２，２４に固定した下側回転軸１２６とは、作動的に連結される。また、図１５においては、図１３，図１４と同様に、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４のタイヤ中心とが一致していることを示しているが、図１６においては、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４のタイヤ中心との間にオフセットが設けられていることを示している。このオフセットは、キャスタトレイル１３７と呼ばれるもので、キャスタトレイル１３７を設けることで、操向が自由回転の状態において、主駆動輪の走行に対応して、操向角度が定まりやすくなる。その他の構成および作用は、上記の図１３に示した第３の実施の形態と同様である。
【００９４】
［第６の発明の実施の形態］
図１７は、本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の場合、上記の図１５から図１６に示した第５の実施の形態において、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８のケースを、メインフレーム３０に対し鉛直方向に固定している。そして、電動モータ８８のケースの下側周囲に、支持ハウジング１１２の上部を大歯車８６とともに、鉛直方向の軸を中心とする回転可能に支持している。また、電動モータ８８の回転軸と、上側回転軸１２４とを、かさ歯車機構により作動的に連結している。さらに、下側回転軸１２６の一端部（図１７の右端部）周囲に、一方向クラッチ１３８を介して平歯車機構１３６を構成する平歯車を支持している。これにより、電動モータ８８の回転数が車速、すなわち、キャスタ輪２２，２４の回転速度に関して所定割合以下に低くなる、すなわち、キャスタ輪２２，２４に固定した平歯車の回転速度がキャスタ輪２２，２４の回転速度に対して遅くなる傾向となる場合には、電動モータ８８から下側回転軸１２６への動力の伝達を遮断して、電動モータ８８がキャスタ輪２２，２４の回転に対して抵抗となることを抑制するようにしている。その他の構成および作用は、上記の図１５から図１６に示した第５の実施の形態と同様である。
【００９５】
［第７の発明の実施の形態］
図１８は、本発明の第７の実施の形態に使用する主駆動輪１２，１４駆動用の第１電動モータ１６および第２電動モータ１８（図２等参照）の特性線図を示している。なお、芝刈り車両の基本構成は上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様であるため、以下の説明において同等部分には同一符号を付して説明する。本実施の形態の場合、上記の第１の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８は、電動モータ制御手段である電動モータ制御モジュールを備える。電動モータ制御モジュールは、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、電動モータ１６，１８の回転数が０近傍でトルク、すなわち起動トルク（始動トルク）を発生するように、電動モータ１６，１８を制御して、車両のずり下がりを阻止する等抑制するようにしている。すなわち、上記の第１の実施の形態において、傾斜面上に車両が位置する場合、パーキングブレーキを解除して、ブレーキペダルを踏み込まない状態では、芝刈り車両１０が自重により傾斜面に沿ってずり下がる傾向となる。
【００９６】
これに対して、本実施の形態では、電動モータ１６，１８をＤＣブラシレスモータとするとともに、芝刈り車両１０が位置する傾斜面の傾斜角度を傾斜センサ１０４（図３参照）により検出し、検出された傾斜角度に応じて、起動トルクが水平面上に位置する場合に比べて大きくなるように制御する。すなわち、図１８は、電動モータ１６，１８がＤＣブラシレスモータである場合の、実線ａで電動モータ１６，１８の回転数とトルクとの関係を、実線ｂで電動モータ１６，１８の電流とトルクとの関係を表している。また、実線ｃで電動モータ１６，１８の出力とトルクとの関係を、実線ｄで電動モータ１６，１８の効率とトルクとの関係を表している。また、回転数が０でのリップルを考慮した平均起動トルクＴ0（Ｎｍ）は、次式で求められる。
【００９７】
Ｔ0＝（Ｖｓ／Ｒａ）×Ｋｔ−Ｔｄ ・・・（１）
【００９８】
ここで、Ｖｓは電動モータ１６，１８に印加される電圧（Ｖ）であり、Ｒａは巻線抵抗（Ω）である。また、Ｋｔはトルク定数（Ｎｍ／Ａ）で、Ｔｄは無負荷損失（Ｎｍ）である。ここで、無負荷損失が相対的に十分に小さいと、起動トルクＴ0は、電圧に比例することになる。したがって、電動モータ１６，１８に印加される電圧の大きさを制御することにより、電動モータ１６，１８の起動トルクを制御できる。具体的には、電動モータ１６，１８に印加される電圧を大きくするため、例えば、電動モータ１６，１８に接続された可変抵抗を小さくすることにより、起動トルクを図１４の点Ｘよりも右側に移動させ、すなわち起動トルクを増大させることができる。
【００９９】
本実施の形態は、このように、電動モータ制御モジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを阻止する等抑制するために、傾斜センサ１０４からの検出信号が表す傾斜面の傾斜角度に応じて、電動モータ１６，１８の回転数が０近傍で発生する起動トルクを、電動モータ１６，１８に印加する電圧をパラメータとして制御する。すなわち、電動モータ制御モジュールは、傾斜面の傾斜角度に応じて傾斜面下降方向に芝刈り車両１０に作用する力に対して、これと釣り合うように、電動モータ１６，１８の起動トルクを発生させるように、電動モータ１６，１８に印加される電圧を制御する。なお、芝刈り車両１０に車速センサを設けて、操作レバー２８等の操作部による芝刈り車両１０の速度指令が０である場合に、車速センサにより検出される車速が０となるように、電動モータ１６，１８の起動トルクを制御することもできる。
【０１００】
このような本実施の形態によれば、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、電動モータ１６，１８の回転数が０近傍でトルクを発生するように電動モータ１６，１８を制御することにより、芝刈り車両１０のずり下がりを抑制する電動モータ制御モジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、機械式ブレーキであるパーキングブレーキおよびアクセルペダルの踏み込みにより作動する制動装置をいずれも解除した後、車両駆動用の電動モータ１６，１８により芝刈り車両１０が発進を開始する前でも、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。その他の構成および作用は、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様である。なお、図１８では、ＤＣブラシレスモータの特性線図を示しており、本実施の形態では、ＤＣブラシレスモータである車両駆動用の電動モータ１６，１８を制御するようにしているが、電動モータ１６，１８をＡＣモータとして、ＡＣモータの特性線図を用いて、電動モータ１６，１８を同様に制御し、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを抑制することもできる。
【０１０１】
なお、図示は省略するが、本実施の形態において、電動モータ制御モジュールを備えず、その代わりに、コントローラ４４，４６，４８は、制動部制御手段である制動部制御モジュールを備え、制動部制御モジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面での発進時において、制動用操作部である、パーキングブレーキレバーをオフにした場合でも、電動モータ１６，１８のトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部であるパーキングブレーキによる制動を解除するように、パーキングブレーキの制動状態を制御する構成とすることもできる。この場合、傾斜面の角度は、傾斜センサ１０４（図３参照）により検出する。このような構成によっても、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、パーキングブレーキを解除した後、車両駆動用の電動モータ１６，１８により芝刈り車両１０が発進を開始する前でも、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。この場合、例えば、パーキングブレーキを構成するブレーキシューに連結するブレーキレバーは、コントローラ４４，４６，４８からの制御信号を受けるリニアアクチュエータまたはリニアモータ等の電動アクチュエータにより押し引きする構成とすることができる。
【０１０２】
［第８の発明の実施の形態］
図１９は、本発明の第８の実施の形態の主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との速度を表す模式図を示している。なお、芝刈り車両の基本構成は上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様であるため、以下の説明において同等部分には同一符号を付して説明する。本実施の形態の場合、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８は切り替え手段である切り替えモジュールを備える。また、切り替えモジュールは、主駆動輪１２，１４のスリップ率が所定値である５％以上で、好ましくは、５％以上で１５％以下、より好ましくはほぼ１０％である場合に、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えるものとしている。
【０１０３】
例えば、主駆動輪１２，１４のスリップ率が５％未満である場合には、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードが実現されるように、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８（図４等参照）への電力供給を停止し、電動モータ８８の動力発生を停止する。「スリップ率」は、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８の回転数から得られる主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0と、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８の回転数から得られるキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを比較して、移動速度Ｖ1よりも目標移動速度Ｖ0が大きい場合にスリップしていると判定し、スリップ率、すなわち、｛（Ｖ0−Ｖ1）／Ｖ0｝×１００（％）を求める。また、主駆動輪１２，１４およびキャスタ輪２２，２４にそれぞれ固定されたエンコーダ１４０，１４２を含む回転速度検出装置からの検出信号から、主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0とキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを求め、スリップ率を求めることもできる。そして、第１駆動モードから第２駆動モードに切り替える場合には、キャスタ輪２２，２４駆動用の電動モータ８８への電力供給を開始し、キャスタ輪２２，２４と主駆動輪１２，１４とを、電動モータ１６，１８，８８により走行駆動する。
【０１０４】
このような本実施の形態によれば、主駆動輪１２，１４のスリップ率が５％以上である場合に、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替えモジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上を登坂走行する場合に、主駆動輪１２，１４が芝上を所定以上のスリップ率分スリップすると、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方が駆動する。このため、駆動力が大きくなり、主駆動輪１２，１４が芝上でスリップしなくなるため、主駆動輪１２，１４が芝をいためるのを抑えることができる。その他の構成および作用は、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分に関する説明および図示は省略する。なお、キャスタ輪２２，２４を走行駆動するための構成は、上記の図１２から図１６に示した第２の実施の形態から第６の実施の形態の構成を適用することもできる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、第１駆動モードを実現するために、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８への電力供給を停止して、電動モータ８８の動力発生を停止するようにしているが、第１駆動モードを実現するために、キャスタ輪２２，２４に対応する２個の電動モータ８８から２個のキャスタ輪２２，２４への動力伝達を遮断することもできる。例えば、電動モータ８８とキャスタ輪２２，２４の駆動部との間の動力伝達部にクラッチ機構を設けて、クラッチ機構を断接することにより、動力伝達の遮断または接続を可能とすることもできる。また、本実施の形態において、切り替えモジュールは、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替わった後、主駆動輪１２，１４を駆動するトルクが増大するのにしたがって、キャスタ輪２２，２４を駆動するトルクであるアシストトルクが減少することにより、アシストトルクの大きさ、または主駆動輪１２，１４を駆動するトルクに対するアシストトルクの割合が所定値未満となった場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替える構成とすることもできる。
【０１０６】
［第９の発明の実施の形態］
また、図示は省略するが、第９の発明の実施の形態として、上記の図１９に示した第８の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８（図３参照）は、速度制御手段である速度制御モジュールを備え、速度制御モジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時において、芝刈り車両１０のオーバーラン率が所定値以上である場合に、芝刈り車両１０の速度を抑制するように主駆動輪１２，１４走行用の動力源を制御する構成とすることもできる。ここで、「オーバーラン率」は、芝刈り車両１０の傾斜面降板時において、主駆動輪１２，１４が地面に対して遅く回転する状態となる場合の、キャスタ輪２２，２４の移動速度に対して主駆動輪１２，１４の目標移動速度が低くなる割合をいう。例えば、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８の回転数から得られる主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0と、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８（図４等参照）の回転数から得られるキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを比較して、目標移動速度Ｖ0よりも移動速度Ｖ1が高い場合にオーバーランしていると判定し、オーバーラン率を、｛（Ｖ1−Ｖ0）／Ｖ0｝×１００（％）として求める。また、主駆動輪１２，１４およびキャスタ輪２２，２４にそれぞれ固定されたエンコーダ１４０，１４２（図１９参照）を含む回転速度検出装置からの検出信号から、主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0とキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを求め、オーバーラン率を求めることもできる。
【０１０７】
そして、速度制御手段は、オーバーラン率が所定値以上である場合には、芝刈り車両１０の速度を抑制するように主駆動輪１２，１４走行用の電動モータ１６，１８を制御して、電動モータ１６，１８の回転速度を低くする。
【０１０８】
このような本実施の形態によれば、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時において、芝刈り車両１０のオーバーラン率が所定値以上である場合に、芝刈り車両１０の速度を抑制するように主駆動輪１２，１４走行用の電動モータ１６，１８を制御する速度制御モジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪１２，１４が路面との間でスリップしても、芝刈り車両１０の速度が抑制されることにより、過度なスリップを防止して、主駆動輪１２，１４が芝をいためるのを抑えることができる。なお、芝刈り車両１０の速度を抑制するために、主駆動輪１２，１４走行用の電動モータ１６，１８とともに、または独立して、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ等走行用動力源を制御することもできる。
【０１０９】
［第１０の発明の実施の形態］
また、同様に図示は省略するが、第１０の発明の実施の形態として、上記の第９の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８（図３参照）は、切り替え手段である切り替えモジュールを備え、切り替えモジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時において、主駆動輪１２，１４（図１９等参照）のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４（図１９等参照）との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える構成とすることもできる。例えば、芝刈り車両１０が傾斜面降板時であるか否かは、傾斜センサ１０４（図３参照）等により検出された傾斜面の傾斜角度、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８の回転方向等により判定する。そして、芝刈り車両１０が傾斜面降板時であることが判定されたならば、上記の図１９に示した第８の実施の形態と同様に、切り替えモジュールは、主駆動輪１２、１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える。
【０１１０】
このような本実施の形態によれば、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時には、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替えモジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との傾斜面に対するグリップ力が大きくなるため、主駆動輪１２，１４が過度にスリップするのを防止して、主駆動輪１２，１４が芝をいためるのを抑えることができる。その他の構成および作用は、上記の図１８に示した第８の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１１１】
なお、図示は省略するが、上記の各実施の形態において、芝刈り機２０（図１、図２参照）駆動用の動力源を電動モータとし、電動モータに電力を供給する電力供給源を、内燃機関であるエンジン３２により駆動する発電機３４（図１、図２、図３参照）と、図示しない燃料電池と、二次電池またはキャパシタである蓄電部とのうち、少なくともいずれか１とすることもできる。また、車両操向用の操作部は、上記で説明したような、操作レバー２８またはステアリングホイール等のステアリング操作部６４に限定するものではなく、例えば、ステアリングホイールと、ジョイスティックと、足踏み式ペダルと、操作レバー２８とのうちのいずれか１とするか、または、いずれか１を選択可能とすることもできる。また、芝刈り機２０駆動用の動力源として、内燃機関または油圧モータを用いることもできる。
【０１１２】
さらに、上記の各実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８は、キャスタ輪２２，２４の操向用と走行用との駆動状態とを制御する操向走行制御部を有し、操向走行制御部は、キャスタ輪２２，２４の操向軸を中心とする任意の所定の操向角度以上では、キャスタ輪２２，２４走行用の駆動源であるキャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８（図４等参照）からキャスタ輪２２，２４への動力伝達を遮断するか、または電動モータ８８の動力発生を停止して、キャスタ輪２２，２４が自由走行状態になるように制御する構成とすることもできる。このような構成によれば、例えばスピンターン時等の比較的牽引力を必要としない場合に、電動モータ８８を駆動させずに済むため、電動モータ８８の小型化を図りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態における芝刈り車両の構成を示す略図である。
【図２】図１の略Ａ−Ａ断面図である。
【図３】第１の実施の形態の芝刈り車両におけるコントローラを含む基本構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態において、１個のキャスタ輪と、操向用駆動装置とを示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態において、操向用駆動装置の別例を示す、図４のＢ部に対応する断面図である。
【図６】第１の実施の形態において、キャスタ輪支持部に設ける回転角度検出装置の別例を示す略斜視図である。
【図７】第１の実施の形態において、旋回形態の３例を示す模式図である。
【図８】第１の実施の形態において、右左の主駆動輪の速度が与えられたときに、旋回中心位置を求める様子を示す図である。
【図９】第１の実施の形態において、旋回中心位置を用いて、キャスタ輪の操向角度等を求める様子を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態において、旋回中心位置を用いて、キャスタ輪の速度等を求める様子を示す図である。
【図１１】第１の形態において、切り替え手段により自由操向モードから強制操向モードへ切り替える方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る第２の実施の形態を示す、図４に対応する略断面図である。
【図１３】同第３の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１４】同第４の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１５】同第５の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１６】第５の実施の形態において、図１５の右側から左側に見た、一部を断面で示す図である。
【図１７】本発明に係る第６の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１８】同第７の実施の形態で使用する、主駆動輪駆動用の電動モータの特性線図である。
【図１９】同第８の実施の形態において、主駆動輪とキャスタ輪との速度を表す模式図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ 芝刈り車両、１２，１４ 主駆動輪、１６ 第１電動モータ、１８ 第２電動モータ、２０ 芝刈り機、２２，２４ キャスタ輪、２６ 運転席、２８ 操作レバー、３０ メインフレーム、３２ エンジン、３４ 発電機、３６ 電源ユニット、３８ 動力源、４０ 排出ダクト、４２ 収草タンク、４４，４６，４８ コントローラ、 ５０ 第１油圧モータ用駆動回路、５２ 第２電動モータ用駆動回路、５４，５６ 電力回生ユニット、５８，６０ ブレーキユニット、６２ モア起動スイッチ、６４ ステアリング操作部、６６ 操向用駆動回路、６８，７０ ステアリングアクチュエータ、７２ 操向用駆動装置、７４ 支持フレーム、７６ 下側支持部、７８ 支持軸、８０ 上側支持部、８２ 操向用電動モータ、８４ 小歯車、８６ 大歯車、８８ 電動モータ、９０ ウォーム軸、９２ ウォームホイール、９４ 回転角度検出装置、９６ エンコーダ、９８ 回転角度センサ、１００ 芝刈り機昇降位置検出センサ、１０２ シートスイッチ、１０４ 傾斜センサ、１０６ ブレーキペダルセンサ、１０８ パーキングブレーキセンサ、１１０ 操作／表示部、１１２ 支持ハウジング、１１４ 上側支持部、１１６ 筒部、１１８ スリップリング、１２０ ケーブル、１２２ 歯車機構、１２３ 操向軸、１２４ 上側回転軸、１２６ 下側回転軸、１２８ 中間回転軸、１３０ 駆動側歯車、１３２ 従動側歯車、１３４ チェーン、１３６ 平歯車機構、１３７ キャスタトレイル、１３８ 一方向クラッチ、１４０ エンコーダ、１４２ エンコーダ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から芝刈り機を備える芝刈り車両において、人が車両の後側で操作するウォークビハインド式芝刈り車両と、人が乗車して運転する乗用型芝刈り車両とが知られている。また、乗用型芝刈り車両において、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪とを備え、２個の主駆動輪を電動モータ等の走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両も考えられている。
【０００３】
このような乗用型芝刈り車両は、人が乗車して運転しながら、芝刈り機により芝を所定の長さに調節するために利用する。旋回時には、車両の左右両側に設けた２個の電動モータ等の走行用動力源の回転速度を変えることにより、回転速度を高くする側の走行用動力源に対応する車輪が外側に位置するように旋回する。また、キャスタ輪は、その向きを自由に変えることができる自由操向を可能としており、主駆動輪の速度差に応じて決定される旋回方向にその向きを変える。
【０００４】
また、特許文献１には、乗用型電動芝刈り車両において、前側の２個の操向輪と、後側の２個の駆動輪とを備え、２個の操向輪を２個の操向用の電動モータにより所定の向きに向けるようにすることが記載されている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２から特許文献６がある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７０１７３２７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０８６４１２号パンフレット
【特許文献３】米国特許第５７９４４２２号明細書
【特許文献４】米国特許第３７３２６７１号明細書
【特許文献５】国際公開第９７／２８６８１号パンフレット
【特許文献６】特表２００６−５０７７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から考えられているキャスタ輪と主駆動輪とを備え、キャスタ輪を自由操向させる乗用型芝刈り車両の場合、傾斜面上において、不都合が生じる可能性がある。例えば、第１の不都合として、車両が傾斜面上を走行しながら旋回しようとする場合に、車両に作用する重力によりキャスタ輪に下側に向ける方向の力が作用して、運転者が旋回したい方向よりも、キャスタ輪が下側に向いてしまう可能性がある。このため、乗用型芝刈り車両を運転者が望む方向に精度よく進行させることができない可能性がある。これに対して、特許文献１に記載された電動型芝刈り車両の場合には、２個の操向輪を２個の操向用の電動モータにより所定の向きに向けるようにしている。ただし、常に２個の操向輪を駆動輪に連動させて操向する場合には、斜面走行時では考えられない高速旋回走行時にも２個の操向輪の向きを電動モータにより決定するため、操向輪操向用の電動モータが大型化しやすくなる。すなわち、従来から考えられている乗用型芝刈り車両の場合、斜面上の走行時において、電動モータ等の走行用動力源を大型化することなく運転者が望む方向に精度よく旋回させることが難しいという不都合がある。
【０００７】
また、第２の不都合として、乗用型芝刈り車両の斜面上での停止時において、再度車両を発進させようとして、例えば機械式ブレーキであるパーキングブレーキおよびアクセルペダルの踏み込みにより作動する制動装置をいずれも解除した場合に、駆動用の電動モータ等の走行用動力源により車両が発進を開始する前に、短時間でも車両が斜面をずり下がり、運転者に違和感を生じさせる可能性がある。
【０００８】
また、第３の不都合として、乗用型芝刈り車両の斜面上での登坂走行時に、２個の駆動輪で登坂しようとしても駆動力が不足して、駆動輪がスリップする可能性がある。駆動輪が芝上でスリップすると、芝をいためてしまうため、好ましくない。
【０００９】
また、第４の不都合として、乗用型芝刈り車両の斜面上での降坂時に車両に作用するウェイトトランスファー（重量転移）により、運転者の望む速度よりも高い速度で車両が降坂する傾向となる可能性がある。この場合も、上記と同様に芝をいためてしまうため、好ましくない。
【００１０】
また、特許文献１に記載された乗用型電動芝刈り車両の場合には、上記の第２の不都合から第４の不都合のいずれの不都合に対しても、何ら考慮されていない。このように従来から考えられている乗用型芝刈り車両の場合、傾斜面上に車両がある場合に不都合が生じる可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、乗用型芝刈り車両において、傾斜面上に車両がある場合の不都合に対して改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のうち、第１の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、切り替え手段を備え、切り替え手段は、キャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードと、操向用動力源の動力発生を停止し、または操向用動力源からキャスタ輪への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行うことを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１３】
また、好ましくは、切り替え手段は、運転者により操作する操向用操作部の操作量を検出する操作量検出部と、キャスタ輪の方向を検出するキャスタ輪方向検出部とからの検出信号がそれぞれ入力され、操作量検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向と、キャスタ輪方向検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向とが異なる場合に、自由操向モードから強制操向モードへ切り替える。
【００１４】
また、より好ましくは、少なくとも強制操向モードにおいて、キャスタ輪は、キャスタ輪走行用の動力源により駆動されるものとする。
【００１５】
また、本発明のうち、第２の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、走行用動力源は電動モータであり、電動モータ制御手段を備え、電動モータ制御手段は、車両が傾斜面上で停止している場合に、電動モータの回転数が０でトルクを発生するように電動モータを制御することにより、車両のずり下がりを抑制することを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１６】
また、好ましくは、電動モータ制御手段は、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制するために、電動モータの回転数が０で発生するトルクを、電動モータに印加する電圧をパラメータとして制御する。
【００１７】
また、本発明のうち、第３の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、走行用動力源は電動モータであり、制動部制御手段を備え、制動部制御手段は、車両の傾斜面での発進時において、制動用操作部をオフにした場合でも、電動モータのトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部による制動を解除するように、制動部の制動状態を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１８】
また、本発明のうち、第４の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、切り替え手段を備え、切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率が所定値以上である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００１９】
また、好ましくは、切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率が５％以上で１５％以下である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えるものとする。また、より好ましくは、切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率がほぼ１０％である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えるものとする。
【００２０】
また、好ましくは、主駆動輪のスリップ率が所定値未満（好ましくは５％未満）である場合には、キャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止し、またはキャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断する。
【００２１】
また、上記の第４の発明に係る乗用型芝刈り車両において好ましくは、切り替え手段は、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替わった後、主駆動輪を駆動するトルクが増大するのにしたがって、キャスタ輪を駆動するトルクであるアシストトルクが減少することにより、アシストトルクの大きさ、または主駆動輪を駆動するトルクに対するアシストトルクの割合が所定値未満となった場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替える。
【００２２】
また、本発明のうち、第５の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、速度制御手段を備え、速度制御手段は、車両の傾斜面降坂時において、車両のオーバーラン率が所定値以上である場合に、車両の速度を抑制するように主駆動輪走行用またはキャスタ輪走行用の走行用動力源を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００２３】
また、本発明のうち、第６の発明に係る乗用型芝刈り車両は、２個の主駆動輪と、操向輪であるキャスタ輪と、を備え、少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、切り替え手段を備え、切り替え手段は、車両の傾斜面降坂時には、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両である。
【００２４】
また、上記の各発明において、好ましくは、芝刈り機駆動用電動モータに電力を供給する電力供給源は、内燃機関により駆動する発電機と、燃料電池と、二次電池またはキャパシタである蓄電部とのうち、少なくともいずれか１とする。
【００２５】
また、上記の各発明において、好ましくは、車両操向用の操作部は、ステアリングホイールと、ジョイスティックと、足踏み式ペダルと、操作レバーとのうちのいずれか１とするか、または、いずれか１を選択可能とする。
【００２６】
また、上記の各発明において、好ましくは、キャスタ輪の操向用と走行用との駆動状態とを制御する操向走行制御部を備え、操向走行制御部は、キャスタ輪の所定の操向角度以上では、キャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断するか、またはキャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止して、キャスタ輪が自由走行状態になるように制御する。
【００２７】
また、上記の各発明において、好ましくは、キャスタ輪は、左右２個を設け、少なくとも２個のキャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードにおいて、車両操向用の操作部の操作に応じて、２個のキャスタ輪を、互いに独立して操向用動力源により強制的に操向可能とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のうち、第１の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、キャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードと、操向用動力源の動力発生を停止し、または操向用動力源からキャスタ輪への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行う切り替え手段を備えるため、斜面走行時において、強制操向モードに切り替えることにより、運転者が望む方向よりもキャスタ輪を下側に向けるような不都合が生じることを防止できる。すなわち、乗用型電動芝刈り車両を運転者が望む方向に精度よく進行させることができる。しかも、高速走行時等必要がない場合には、切り替え手段により、自由走行モードに切り替えることができるため、操向用動力源の小型化を図りやすくなる。また、操向輪をキャスタ輪とすることにより、車両の旋回の自由度向上を図れる。例えば、旋回時の回転半径を十分に小さくする急旋回を行いやすくなる。
【００２９】
また、第２の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両が傾斜面上で停止している場合に、電動モータの回転数が０でトルクを発生するように電動モータを制御することにより、車両のずり下がりを抑制する電動モータ制御手段を備えるため、車両が傾斜面上で停止している場合に、機械式ブレーキを解除した後、車両駆動用の電動モータにより車両が発進を開始する前でも、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。
【００３０】
また、第３の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両の傾斜面での発進時において、制動用操作部をオフにした場合でも、車両駆動用の電動モータのトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部による制動を解除するように、制動部の制動状態を制御する制動部制御手段を備えるため、車両が傾斜面上で停止している場合に、機械式ブレーキを解除した後、車両駆動用の電動モータにより車両が発進を開始する前でも、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。
【００３１】
また、第４の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、主駆動輪のスリップ率が所定値以上である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替え手段を備えるため、車両が傾斜面上を登坂走行する場合に、主駆動輪が芝上を所定以上のスリップ率分スリップすると、主駆動輪とキャスタ輪との両方が駆動する。このため、駆動力が大きくなり、主駆動輪がスリップしなくなるため、主駆動輪が芝をいためるのを抑えることができる。
【００３２】
また、第５の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両の傾斜面降坂時において、車両のオーバーラン率が所定値以上である場合に、車両の速度を抑制するように主駆動輪走行用またはキャスタ輪走行用の走行用動力源を制御する速度制御手段を備えるため、車両が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪が路面との間でスリップしても、車両の速度が抑制されることにより、過度なスリップを防止して、主駆動輪が芝をいためるのを抑えることができる。
【００３３】
また、第６の発明に係る乗用型芝刈り車両によれば、車両の傾斜面降坂時には、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替え手段を備えるため、車両が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪とキャスタ輪との傾斜面に対するグリップ力が大きくなるため、主駆動輪が過度にスリップするのを防止して、主駆動輪が芝をいためるのを抑えることができる。
【００３４】
このように本発明のいずれの発明の場合も、乗用型芝刈り車両において、傾斜面上に車両がある場合の不都合に対して改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
［第１の発明の実施の形態］
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。図１から図１１は、第１の実施の形態を示す図である。図１は、本実施の形態の乗用型芝刈り車両である芝刈り車両１０の構成を示す略図であり、図２は、図１の略Ａ−Ａ断面図である。なお、以下においては、芝刈り車両１０として、左右後輪を主駆動輪とし、左右前輪を操向輪とした場合について説明するが、操向輪を１輪とした３輪走行型とすることもできる。
【００３６】
また、芝刈り車両１０の主駆動輪および操向輪の走行用の動力源として、電動モータを用いるものを説明するが、電動モータ以外の動力源、例えば、油圧モータ等を使用することもできる。また、芝刈り機の動力源として電動モータまたは油圧モータを用いるものとして説明するが、適当な動力伝達機構を介し、内燃機関を芝刈り機の動力源として用いてもよい。
【００３７】
また、電動モータとしては、電力を供給して少なくとも主駆動輪に対し回転駆動力を出力する電気モータとしての機能を有し、また、少なくとも主駆動輪に対し制動がかけられるときに回生エネルギを回収する発電機としての機能をも有するものを用いるものとして説明するが、単に電気モータとしての機能を有するものを用いることもできる。また、回生エネルギ発生のための発電機を別途設けるものとしてもよい。また、以下では、電動モータの電力供給源を電源ユニットとし、電源ユニットへの電力供給源としてエンジンおよび発電機を用いる、いわゆるハイブリッド式乗用型芝刈り車両として説明する。ただし、乗用型芝刈り車両は、エンジンおよび発電機を搭載せず、電源ユニットのみを使用する構成とすることもできる。この場合、エンジン等の搭載スペースを削減でき、芝刈り車両の軽量化を図れる。また、エンジン等の搭載スペースを削減できる分、電源ユニットを大きくすることもできる。また、電源ユニットとしては、外部から充電電力の供給を受ける二次電池でもよく、燃料電池、太陽電池等のように自己発電機能を有するものでもよい。
【００３８】
芝刈り車両１０は、図１、図２に示すように、右左２個の主駆動輪（図示の場合は後輪）１２，１４を、２個の電動モータである、第１電動モータ（右車軸モータ）１６および第２電動モータ（左車軸モータ）１８（図２）により駆動可能としている。芝刈り車両１０は、作業機である芝刈り機（モア）２０を備え、また右左２個の主駆動輪１２，１４と、右左２個の操向輪である、キャスタ輪２２，２４とによって地面を走行する。作業者の座る運転席２６付近には、芝刈り車両１０の旋回、加速、減速を行うための、右左方向に２個離れて設けた２レバー式操作子であり、２本の操作部である操作レバー２８を設けている。図１では、両操作レバー２８のうち、１本の操作レバー２８のみを図示している。また、図１、図２では図示を省略するが、運転席２６付近には、芝刈り機２０の操作を行うための別の操作部である起動スイッチや、芝刈り車両１０の制動を行うためのブレーキペダルおよび停止状態を維持するための機械式ブレーキを構成するパーキングブレーキレバー等の操作部も設けている。
【００３９】
芝刈り車両１０は、車体を構成するメインフレーム３０と、メインフレーム３０に支持された内燃機関であるエンジン３２と、エンジン３２の出力軸に作動的に連結され、すなわち出力軸にその駆動軸を作動的に連結した発電機３４と、発電機３４から電力を供給され、その電力を蓄電する電源ユニット３６（図２参照）とを備える。また、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８は、電源ユニット３６から供給される電力により駆動される。例えば、エンジン３２は、出力軸の端部に発電機３４を構成する駆動軸を連結するか、またはエンジン３２の出力軸と発電機３４の駆動軸とを共通の軸により一体に構成する。なお、エンジン３２の出力軸の端部に駆動プーリを固定するとともに、この駆動プーリ、ベルト、発電機３４の駆動軸に固定した従動プーリを介して、エンジン３２により発電機３４を駆動することもできる。
【００４０】
また、メインフレーム３０の後寄り（図１、図２の右寄り）部分に、右左（図２の上下）の主駆動輪１２，１４を支持し、メインフレーム３０の前端部（図１、図２の左端部）の右左（図２の上下）に分かれた部分に、右左のキャスタ輪２２，２４を支持している。また、メインフレーム３０の前後方向（図１、図２の左右方向）に関してキャスタ輪２２，２４と主駆動輪１２，１４との間に、芝刈り機２０を設けている。芝刈り機２０は、芝刈り機２０駆動用の動力源（例えば、油圧モータまたは電動モータ）３８と作動的に連結している。図示の例の場合には、動力源３８と芝刈り機２０との間を、自在継手および伝道軸により作動的に、すなわち動力の伝達を可能に連結している。芝刈り機２０は、図示しない作業機昇降アクチュエータにより、高さ調節を可能としている。また、芝刈り機２０に、刈り取った草を後方に排出するための排出ダクト４０を接続している。排出ダクト４０は、運転席２６の後側に沿うように斜め上方に伸ばして、上部を運転席２６の後側に設けた収草タンク４２に接続している。排出ダクト４０の中間部は、メインフレーム３０を構成する横板部に設けた孔部を貫通するように、斜め上下方向に伸びている。
【００４１】
また、図２に示すように、エンジン３２および発電機３４と電源ユニット３６とは、メインフレーム３０を構成する平板状の横板部の下側において、排出ダクト４０を避けるように排出ダクト４０の後側に支持している。
【００４２】
また、電源ユニット３６、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８等の各構成要素の動作を総合的に制御するコントローラ４４，４６，４８は、メインフレーム３０の上面側あるいは底面側の適当な位置に配置している。コントローラ４４，４６，４８は電気回路であるので、他の機構要素と比べて、分散配置を行うことが可能である。図１、図２の例では、メインフレーム３０の上面側で運転席２６の下側の位置と、メインフレーム３０の底面側で、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８に近い２つの位置との、合計３箇所に分散してコントローラ４４，４６，４８を配置している。これらのコントローラ４４，４６，４８は、適当な信号ケーブル等で相互に接続される。ここで、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８に近い位置に配置されるコントローラ４６，４４には、第１電動モータ１６、第２電動モータ１８に用いられるインバータ回路等のドライバー回路が主に配置され、運転席２６に近い位置に配置されるコントローラ４８には、ＣＰＵ等の制御論理回路が主に配置される。なお、コントローラ４４，４６，４８は、いずれか１個または２個の位置に統合することもできる。
【００４３】
第１電動モータ１６および第２電動モータ１８は、回転軸の駆動により、２個の主駆動輪１２，１４をそれぞれ駆動する。２個の電動モータ１６，１８は、ＤＣブラシレスモータ等で、正逆両方向に回転駆動することを可能としている。また、２個の電動モータ１６，１８の回転数を制御可能としている。
【００４４】
また、芝刈り機２０は、鉛直方向の軸を中心に回転駆動する１個または複数の芝刈用ブレードを備える。なお、芝刈り機２０は、芝刈り用ブレードではなく、水平方向の軸を中心に回転駆動する回転軸を有するシリンダにらせん状の刃を配置し、芝等を挟み取って刈り取る芝刈り用リール型のものを用いることもできる。
【００４５】
図３は、コントローラ４４，４６，４８を含む芝刈り車両１０の基本構成を示している。コントローラ４４，４６，４８は、例えば、ＣＰＵを含む制御回路であり、第１電動モータ用駆動回路（右車軸モータ用ドライバー）５０と、第２電動モータ用駆動回路（左車軸モータ用ドライバー）５２と、第１電動モータ１６用の電力回生ユニット５４および第２電動モータ１８用の電力回生ユニット５６とを含む。例えば、第１電動モータ用駆動回路５０は、ＣＰＵからの制御信号により、第１電動モータ１６を駆動する。第１電動モータ１８からは、コントローラ４４，４６，４８に、回転数、回転方向、電流値等を表す信号をフィードバックする。また、第１電動モータ１６に対応して、右側の主駆動輪１２（図２）を制動するための電動で作動するブレーキユニット５８を設けており、コントローラ４４，４６，４８から制御信号を送るようにしている。
【００４６】
また、第２電動モータ用駆動回路５２は、ＣＰＵからの制御信号により、第２電動モータ１８を駆動する。第２電動モータ１８からも、コントローラ４４，４６，４８に、回転数、回転方向、電流値等を表す信号をフィードバックする。また、第２電動モータ１８に対応して、左側の主駆動輪１４（図２）を制動するための電動で作動するブレーキユニット６０を設けており、コントローラ４４，４６，４８から制御信号を送るようにしている。
【００４７】
また、主駆動輪１２，１４（図２）の制動に対応して、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８が発電機の役目を果たし、発電された電力が電力回生ユニット５４，５６を介して電源ユニット３６に蓄電される。電源ユニット３６に対応して、電源ユニット３６の充電状態を監視するための充電監視システムを設けている。なお、第１電動モータ用駆動回路５０と電力回生ユニット５４とは、インバータを含む回路により両方の機能を持たせることができる。同様に、第２電動モータ用駆動回路５２と電力回生ユニット５６とは、インバータを含む回路により両方の機能を持たせることができる。
【００４８】
なお、電源ユニット３６は、電気エネルギを蓄え、必要に応じて、電動モータ１６，１８等の負荷に電力を供給する機能を有する２次電池であり、鉛蓄電池、リチウムイオン組電池、ニッケル水素組電池、キャパシタ等を用いることができる。
【００４９】
なお、電源ユニット３６は、エンジン３２と発電機３４とからの電力供給系統とは別に、外部電源から充電電力の供給を受けることができる。図３において「ＡＣ１１０Ｖ又はその他の供給ユニット」とあるのは、いわゆるプラグインの方法で外部電源からの充電電力供給を受ける系統を示している。これによって、芝刈り車両１０が作動していないときに、外部電源により電源ユニット３６を十分に充電でき、芝刈り作業のときには、エンジン３２を作動させることなく、電源ユニット３６の電力のみで芝刈り車両１０を作動させることができる。
【００５０】
芝刈り機関係の動力源３８は、例えば、電源ユニット３６に接続され、芝刈り機２０の芝刈り用ブレードを回転駆動させる機能を有する。動力源３８の作動は、運転席２６の近くに設けられる芝刈り機起動スイッチ（モア起動スイッチ）６２（図３参照）のオン・オフによって制御される。すなわち、コントローラ４４，４６，４８が芝刈り機起動スイッチ６２のオン・オフ状態を検出し、その検出によって、動力源３８駆動用のドライバーの作動を制御して、動力源３８を作動させ、あるいは停止させる。
【００５１】
また、図３には、２レバー式の操作レバー２８と、ステアリングホイール（ハンドル）式またはモノレバー式のステアリング操作部６４とが示されているが、これは説明の便宜上併記したもので、実際の芝刈り車両１０には、いずれか一方が備えられる。図１、図２の例では、２レバー式の操作レバー２８を図示している。
【００５２】
操作レバー２８は、２本のレバーによって左右の主駆動輪１２，１４の回転数を調整する機能を有する。例えば、運転席２６の左側に左の主駆動輪１４の回転数を調整する操作レバー２８が配置され、運転席２６の右側に右の主駆動輪１２の回転数を調整する操作レバー２８が配置される。各操作レバー２８は、運転席２６に対して前後方向に移動することができる。各操作レバー２８の操作量は、操作量検出部である、操作量センサを用いてコントローラ４４，４６，４８に伝送され、左右の主駆動輪１２，１４に接続される電動モータ１６，１８の作動が制御される。また、後述のように、電動モータ１６，１８の作動に対応して、キャスタ輪２２，２４（図２）操向用の電動モータの作動も制御される。
【００５３】
図３に戻り、コントローラ４４，４６，４８は、キャスタ輪２２，２４（図２）の操向用電動モータ駆動手段に対応する、操向用駆動回路（ステアリング用ドライバー）６６を含む。操向用駆動回路６６からの制御信号は、前側の右左のキャスタ輪２２，２４を操向するための操向用動力源である、右左のステアリングアクチュエータ６８，７０に入力し、それぞれのステアリングアクチュエータ６８，７０を駆動する。本実施の形態では、右左のステアリングアクチュエータ６８，７０を、それぞれ操向用電動モータとする。
【００５４】
図４は、１個のキャスタ輪２２（２４の場合も同様）と、キャスタ輪２２に対応する操向用駆動装置７２とを示す断面図である。操向用駆動装置７２は、支持フレーム７４と、支持フレーム７４に対し、キャスタ輪２２を水平方向の回転軸を回転可能に支持する下側支持部７６と、メインフレーム３０に対し、支持フレーム７４を、操向軸である、鉛直方向の支持軸７８を中心に３６０度以下の所定角度まで回転可能に支持する上側支持部８０とを備える。メインフレーム３０の上側に操向用電動モータ８２のケースを固定しており、操向用電動モータ８２の回転軸を鉛直方向に配置している。操向用電動モータ８２の回転軸の下端部に小歯車８４を設けるとともに、小歯車８４と、支持軸７８の上部に固定した大歯車８６とを噛合させている。これにより、図３に示した操向用駆動回路６６からの制御信号により、操向用電動モータ８２が駆動すると、小歯車８４と大歯車８６とから成る歯車機構を介して、支持フレーム７４が支持軸７８中心に所定の角度回転し、キャスタ輪２２が所定の方向に操向される。なお、操向用電動モータ８２の代わりに、操向用の油圧モータ等の油圧アクチュエータを使用することもできる。
【００５５】
なお、図４では、キャスタ輪２２にキャスタ輪２２走行用の電動モータ８８を作動的に連結し、電動モータ８８の回転軸の回転を遊星歯車機構により減速してキャスタ輪２２に伝達するような図示をしている。このような図示の例の場合には、右左の主駆動輪１２，１４（図２）駆動用の電動モータ１６，１８（図２）の駆動に対応して、キャスタ輪２２，２４駆動用の電動モータ８８を強制的に駆動する。また、この場合には、電動モータ８８に通電用のケーブル（図示せず）の一端を接続し、メインフレーム３０に固定されたコントローラ４４，４６，４８等に、ケーブルの他端を接続する。また、この場合、キャスタ輪２２，２４の操向角度を所定角度に制限するための図示しないストッパを、メインフレーム３０と支持フレーム７４との間等に設ける。これにより、電動モータ８８に接続したケーブルが過度にねじられることを阻止する。なお、図４では遊星歯車機構を２段階に減速する構成としているが、１段階だけ減速する構成でも、３段階以上に減速する構成であってもよい。また、遊星歯車機構を設けず、電動モータ８８の回転軸を直接キャスタ輪に固定して、回転軸の回転をキャスタ輪に直接伝達する構成とすることもできる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、このように、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を設ける場合に限定するものではなく、キャスタ輪２２，２４を水平方向の軸を中心に自由回転させる構成とすることもできる。
【００５７】
また、図５は、キャスタ輪２２，２４の操向用駆動装置７２の別例を示す、図４のＢ部に対応する断面図である。図５に示すように、操向用駆動装置７２は、操向用電動モータ８２をその回転軸を水平方向に向くように配置して、回転軸の先端側に設けたウォーム軸９０のウォームと、支持軸７８に固定したウォームホイール９２とを噛合させることもできる。
【００５８】
また、図４に戻り、支持軸７８の上部とメインフレーム３０との間に、支持軸７８の回転角度を検出し、キャスタ輪２２，２４の操向方向を検出するための、キャスタ輪方向検出部である、図示しない回転角度検出装置を設けている。回転角度検出装置は、支持軸７８に固定したエンコーダを含む。エンコーダは、例えば、支持軸７８の円周方向にＮ極とＳ極とを交互に変化させた磁極特性を有するものとする。また、エンコーダに対向して、メインフレーム３０に回転角度センサ（図示せず）を固定して、回転角度センサからの検出信号を、上記のコントローラ４４，４６，４８に入力する。なお、回転角度検出装置は、操向用電動モータ８２の回転軸の先端部に固定したエンコーダと、メインフレーム３０に固定した回転角度センサとから構成することもできる。
【００５９】
図６は、別例の回転角度検出装置９４を示す略斜視図である。図６に示すように、回転角度検出装置９４は、エンコーダ９６と、回転角度センサ９８とにより構成している。エンコーダ９６は、支持軸７８に固定した、円周方向片半部にＮ極を円周方向他半部にＳ極を設けた円板状とし、回転角度センサ９８は、メインフレーム３０（図４等参照）に固定した、９０度位相が異なる２個所位置に設けたホール素子により構成している。このような回転角度検出装置９４によれば、エンコーダ９６の回転に伴い、２個のホール素子からの信号に基づく出力電圧が互いに位相が９０度ずれた波形となるため、２個のホール素子からの信号を用いて、支持軸７８の回転角度が検出可能となる。なお、エンコーダ９６の着磁方向は、図６に示すような円板の表裏方向に着磁する場合に限定するものではなく、円板の外周面に径方向に着磁することもできる。この場合には、回転角度センサ９８を構成するホール素子をエンコーダ９６の径方向に対向させる。また、２個以上のホール素子を１個のパッケージに設けて、１個のパッケージをエンコーダ９６に対向させることで回転角度検出装置を構成することもできる。
【００６０】
このような回転角度検出装置を含んで構成する操向用駆動装置７２（図４）は、右左両側の２個のキャスタ輪２２，２４に対応して、それぞれ設ける。また、それぞれの回転角度検出装置からの検出信号は、上記の図３に示したコントローラ４４，４６，４８に入力する。なお、図３では、右左のステアリングアクチュエータ６８，７０に対応する図として、リニアアクチュエータのような図示をしているが、このように、ステアリングアクチュエータ６８，７０として、電動プランジャ等の電動アクチュエータ、油圧アクチュエータ等のリニアアクチュエータ、またはリニアモータ等を用いることもできる。
【００６１】
また、図３に示すように、芝刈り車両１０は、エンジン３２を始動させるためのスターターとスターター補助リレーとを備える。コントローラ４４，４６，４８からの始動指令信号をスターター補助リレーに入力することにより、スターターを始動させて、エンジン３２を始動させる。スターターへは電源ユニット３６から電力を供給する。
【００６２】
また、芝刈り機２０（図１、図２参照）の昇降位置を表す芝刈り機昇降位置検出センサ１００からの信号を、コントローラ４４，４６，４８に入力し、コントローラ４４，４６，４８により芝刈り機２０の昇降位置を調節可能としている。また、運転者が運転席に乗車したか否かを検出するシートスイッチ１０２を設けて、シートスイッチ１０２からの信号をコントローラ４４，４６，４８に入力する。シートスイッチ１０２からの信号に応じて、コントローラ４４，４６，４８は、運転者が運転席に乗車していない場合には、芝刈り機２０および芝刈り車両１０の運転を停止するように、芝刈り機２０および芝刈り車両１０を制御する。
【００６３】
また、芝刈り車両１０に傾斜センサ１０４を設けて、芝刈り車両１０が位置する地面の傾斜角度を検出可能としている。傾斜センサ１０４からの検出信号もコントローラ４４，４６，４８に入力する。また、ブレーキペダルセンサ１０６により、ブレーキペダルの踏み込み量を検出可能とし、ブレーキペダルセンサ１０６からの検出信号もコントローラ４４，４６，４８に入力する。また、パーキングブレーキセンサ１０８により、パーキングブレーキレバーの作動状態、すなわち、オンまたはオフを検出可能とし、パーキングブレーキセンサ１０８からの検出信号もコントローラ４４，４６，４８に入力する。さらに、各種の走行モード等のモードを表示するための表示部と、各種のモード実現または機能を発揮させるためのモード機能スイッチとをまとめて配置した操作／表示部１１０を設けるとともに、操作／表示部１１０に各種の異常を表示するようにしている。操作／表示部１１０を構成するモード機能スイッチからの信号はコントローラ４４，４６，４８に入力し、コントローラ４４，４６，４８からの信号により表示部で所定の状態（例えば異常）を表示するようにしている。
【００６４】
また、芝刈り車両１０の旋回や加速を行うための右左の操作レバー２８の操作量を検出する操作量センサからの信号に応じて、主駆動輪１２，１４（図２）に対応する２個の電動モータ１６，１８と、右左のステアリングアクチュエータ６８、７０（図３）に対応する、操向用電動モータ８２（図４、図５）とが作動するようにしている。例えば、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に、旋回走行する場合の３形態を模式的に示している。右左の操作レバー２８（図１、図３）を前後に操作することにより、主駆動輪１２，１４に対応する電動モータ１６，１８が駆動し、旋回、加速、減速等を行える。操作レバー２８は上下に直立した位置で開放状態、すなわちニュートラル状態となる。電動モータ１６，１８はこの状態で停止する。これに対して、操作レバー２８を前に倒すことにより、対応する電動モータ１６，１８が前進方向に正回転し、操作レバー２８を後に倒すことにより、対応する電動モータ１６，１８が後進方向に逆回転する。また、操作レバー２８の倒し量が増大するのにしたがって、電動モータ１６，１８の回転数が増大する。例えば、右の操作レバー２８を前に倒すことにより、右側の主駆動輪１２に対応する電動モータ１６が正回転し、右の操作レバー２８を後に倒すことにより、右の主駆動輪１２に対応する電動モータ１６が逆回転する。また、両方の操作レバー２８を同じ分だけ前に倒すと、芝刈り車両１０は直進する。この場合には、前側の２個のキャスタ輪２２，２４は、主駆動輪１２，１４と平行な方向に向いた状態となる。
【００６５】
これに対して、図７（ａ）に示すように、芝刈り車両１０を左方向に緩旋回、すなわち、大きな曲率半径で左方向に旋回させる場合には、両方の操作レバー２８を前に倒すが、右側の操作レバー２８を左側の操作レバー２８よりも大きく倒す。このように操作レバー２８の倒し量が右側と左側とで差がある場合には、２個のキャスタ輪２２，２４にそれぞれ対応する２個の操向用電動モータ８２（図４、図５）が、キャスタ輪２２，２４を所定の方向に向けるように駆動する。
【００６６】
図７（ａ）に示す例の場合には、コントローラ４４，４６，４８は、右左車輪速度モジュールと、旋回中心取得モジュールと、キャスタ輪操向角度取得モジュールとを有する。右左車輪速度取得モジュールは、操作レバー２８の倒し量に応じて右左の主駆動輪１２，１４の走行速度を求めて取得する。また、旋回中心取得モジュールは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の走行速度に対応する旋回中心Ｏの位置を求めて取得する。また、キャスタ輪操向角度取得モジュールは、取得された旋回中心Ｏの位置に対応する２個のキャスタ輪２２，２４のそれぞれの操向角度を求めて取得する。そして、第１電動モータ用駆動回路５０と第２電動モータ用駆動回路５２と操向用駆動回路６６（図３）とは、取得された右左車輪速度に応じて右左の主駆動輪１２，１４を、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８により走行駆動する。また、取得された操向角度に応じて右左のキャスタ輪２２，２４を、２個の操向用電動モータ８２により操向する。すなわち、２個のキャスタ輪２２，２４は、取得された旋回中心Ｏを有するそれぞれの円の接線方向に向くように操向する。
【００６７】
また、図７（ｂ）は、芝刈り車両１０を左方向に信地旋回、すなわち、旋回中心Ｏを左側の主駆動輪１４の設置位置に位置させた状態で左方向に旋回させる例を示している。この場合には、右側の操作レバー２８を前に倒すが、左側の操作レバー２８は直立状態のニュートラル位置に位置させる、すなわち開放状態とする。この場合、右左車輪速度取得モジュールは、操作レバー２８の倒し量に応じて右側の主駆動輪１２の走行速度を求めて取得する。また、旋回中心取得モジュールは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の走行速度に対応する旋回中心Ｏの位置を、左側の主駆動輪１４設置位置として、求めて取得する。また、キャスタ輪操向角度取得モジュールは、取得された旋回中心Ｏの位置に対応する２個のキャスタ輪２２，２４のそれぞれの操向角度を求めて取得する。そして、第１電動モータ用駆動回路５０と操向用駆動回路６６（図３）とは、取得された右側の主駆動輪１２の速度に応じて右側の主駆動輪１２を第１電動モータ１６により走行駆動し、取得された操向角度に応じて右左のキャスタ輪２２，２４を２個の操向用電動モータ８２により操向する。この場合も、２個のキャスタ輪２２，２４は、取得された旋回中心Ｏを有するそれぞれの円の接線方向に向くように操向する。また、この場合には、左側の主駆動輪１４の速度は０である。
【００６８】
また、図７（ｃ）は、芝刈り車両１０を左方向に超信地旋回（スピン）、すなわち、旋回中心Ｏを右左の主駆動輪１２，１４の設置位置同士の間の中央位置に位置させた状態で左方向に旋回させる例を示している。この場合には、右側の操作レバー２８を前に倒すが、左側の操作レバー２８を同じ分だけ後に倒す。この場合、右左車輪速度取得モジュールは、操作レバー２８の倒し量に応じて右左の主駆動輪１２，１４の走行速度を求めて取得する。右左の主駆動輪１２，１４は、同じ速度で逆方向に回転する。また、旋回中心取得モジュールは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の走行速度に対応する旋回中心Ｏの位置を、右左の主駆動輪１２，１４の設置位置同士の間の中央位置として、求めて取得する。また、キャスタ輪操向角度取得モジュールは、取得された旋回中心Ｏの位置に対応する２個のキャスタ輪２２，２４のそれぞれの操向角度を求めて取得する。そして、第１電動モータ用駆動回路５０と第２電動モータ用駆動回路５２と操向用駆動回路６６（図３）とは、取得された右左の主駆動輪１２，１４の速度に応じて第１電動モータ１６および第２電動モータ１８により走行駆動し、取得された操向角度に応じて右左のキャスタ輪２２，２４を２個の操向用電動モータ８２により操向する。この場合も、２個のキャスタ輪２２，２４は、取得された旋回中心Ｏを有する円の接線方向に向くように操向する。なお、図７においては、芝刈り車両１０を左方向に旋回させる場合について説明したが、右方向に旋回させる場合も右左が逆になるだけで同様である。
【００６９】
なお、キャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により操向するとともに、キャスタ輪走行用の電動モータ８８（図４参照）により駆動する場合には、次のようにして、キャスタ輪２２，２４の操向角度と速度とを求めることができる。図８は、右左の主駆動輪１２，１４の速度が与えられたときに、旋回中心位置を求める様子を説明する図である。図８（ａ）は、図７（ａ）に対応する図で、主駆動輪１２，１４の配置と、これから求めようとする旋回中心位置Ｏとが示されている。ここで、主駆動輪１２が旋回に対しての外側車輪でその対地速度がＶoとして示され、主駆動輪１４が内側車輪でその対地速度がＶiとして示されている。また、主駆動輪１２，１４の車軸上で、主駆動輪１２，１４のちょうど中間位置における対地速度ＶMは、平均走行速度に対応するものであり、ＶM＝（Ｖo＋Ｖi）／２で与えられる。なお、平均走行速度を求めて取得する機能は、コントローラ４４，４６，４８（図３）が有する旋回中心取得モジュールによって実行する。ただし、特にこの部分のみを取り出して利用することもある。すなわち、コントローラ４４，４６，４８の１つの機能として、平均走行速度取得モジュールとして実行することもできる。
【００７０】
また、主駆動輪１２，１４の間の間隔である主駆動輪トレッドは２Ｔで示され、主駆動輪１２，１４の半径はｒrで示されている。したがって、主駆動輪１２の車軸周りの回転数Ｎoは、Ｖo／ｒr、主駆動輪１４の車軸周りの回転数Ｎiは、Ｖi／ｒrで与えられる。
【００７１】
図８（ｂ）は、上記の記号を用いて、旋回中心位置Ｏを求める計算過程を示す図である。ここで、旋回中心位置Ｏは、主駆動輪１２，１４の車軸上で、主駆動輪１２，１４のちょうど中間位置からの距離Ｒで表すものとする。図８（ｂ）に示されるように、旋回中心位置は、Ｒ＝Ｔ×｛（Ｎo＋Ｎi）／（Ｎo−Ｎi）｝で表わすことができる。したがって、芝刈り車両１０の構成によってＴが定まれば、主駆動輪１２，１４の速度Ｖo，Ｖiに対応する回転数Ｎo，Ｎiから旋回中心位置Ｒを求めることができる。
【００７２】
次に、右左の主駆動輪１２，１４速度と旋回中心Ｏ位置とに基づいて、キャスタ輪の速度を求め取得する。この機能は、コントローラ４４，４６，４８が有するキャスタ輪速度取得モジュールによって実行する。
【００７３】
図９と図１０とは、図８で求められた旋回中心位置Ｏを用いて、キャスタ輪２２，２４の速度を求める様子を示す図である。以下では、図８の符号を用いて説明する。図９（ａ）は、図７（ａ）、図８（ａ）に対応する図で、主駆動輪１２，１４の配置と、キャスタ輪２２，２４の配置と旋回中心位置Ｏとが示されている。ここで、これから求めようとするキャスタ輪２２，２４の速度について、旋回中心位置Ｏから見て外側のキャスタ輪２２の対地速度がＶFo、内側のキャスタ輪２４の対地速度がＶFiで示されている。
【００７４】
また、キャスタ輪２２，２４の間の間隔であるキャスタ輪トレッドは２ｔ、主駆動輪１２，１４の中間位置とキャスタ輪２２，２４の中間位置との間の距離であるホイールベース長さはＷ、キャスタ輪２２，２４の半径はｒfで示されている。したがって、キャスタ輪２２の車軸周りの回転数ＮFoは、ＶFo／ｒf、キャスタ輪２４の車軸周りの回転数ＮFiは、ＶFi／ｒfで与えられる。
【００７５】
また、キャスタ輪２２，２４の旋回中心Ｏ周りの操向角度は次のようにして求める。すなわち、各キャスタ輪２２，２４の車軸方向は、各キャスタ輪２２，２４の接地位置と旋回中心位置Ｏとを結ぶ直線の方向となる。したがって、この直線の方向と、主駆動輪１２，１４の車軸方向との間の角度が、各キャスタ輪２２，２４の操向角度となり、図９（ａ）では、それぞれθo，θiで示されている。また、各キャスタ輪２２，２４の接地位置と旋回中心位置Ｏとの間の距離は、それぞれＲo，Ｒiで示されている。
【００７６】
図９（ｂ）は、上記の記号を用いて、各キャスタ輪２２，２４の操向角度θo，θiを求める計算過程を示す図である。ここでは、上記の図８で説明したようにして求められたＲと、ホイールベース長Ｗと、キャスタ輪トレッドの１／２であるｔとから、各キャスタ輪２２，２４の旋回半径に相当するＲo，Ｒiを求め、これとＲとの関係から、操向角度θo，θiが求められる様子が示されている。ここで、Ｒo，Ｒiは、各キャスタ輪２２，２４の接地位置と旋回中心位置Ｏとの間の距離で与えられる。
【００７７】
図１０は、主駆動輪１２，１４の平均走行速度ＶMに応じたキャスタ輪２２，２４の速度ＶFo，ＶFiを求める過程を示す図である。芝刈り車両１０の各構成要素は、旋回中心位置Ｏの周りに同じ角速度で旋回するので、旋回中心位置Ｏからの距離に比例して、対地速度が異なってくる。したがって、キャスタ輪２２の速度ＶFoと、主駆動輪１２，１４の平均走行速度ＶMとの比は、旋回中心位置Ｏからキャスタ輪２２の接地位置までの距離Ｒoと、旋回中心位置Ｏから主駆動輪１２，１４の中間位置までの距離Ｒとの比となる。図８からＲが求められており、図９（ｂ）においてＲoは求められているので、キャスタ輪２２の速度ＶFo及びこれに対応する回転数ＮFoが図１０で示されるように求められる。
【００７８】
図１０では、旋回中心位置Ｏを示すＲを右左の主駆動輪１２，１４の回転数Ｎo，Ｎiで書き換えているので、結局、キャスタ輪２２の回転数ＮFoは、右左の主駆動輪１２，１４の回転数Ｎo，Ｎiと、芝刈り車両１０の構成によって定まるホイールベース長Ｗ，主駆動輪トレッド２Ｔ，キャスタ輪トレッド２ｔ，主駆動輪半径ｒr，キャスタ輪半径ｒfとから求めることができる。キャスタ輪２４の回転数ＮFiも同様に、右左の主駆動輪１２，１４の回転数Ｎo，Ｎiと、芝刈り車両１０の構成によって定まるＷ，Ｔ，ｔ，ｒr，ｒfとから求めることができる。
【００７９】
図８から図１０で説明したように、右左の主駆動輪１２，１４の速度あるいは回転数が与えられれば、芝刈り車両１０の構成によって定まるＷ，Ｔ，ｔ，ｒr，ｒfを用いて、旋回中心位置Ｒと、キャスタ輪２２，２４の速度あるいは回転数と、キャスタ輪２２，２４の操向角度θo，θiとを求めることができる。したがって、予め分かっているＷ，Ｔ，ｔ，ｒr，ｒfと、図８から図１０で説明した計算式とをコントローラ４４，４６，４８が有する記憶部に記憶させておき、右左の主駆動輪１２，１４の回転数を適用することで、旋回中心位置を取得し、キャスタ輪２２，２４の速度および操向角度を取得する工程を容易に実行できる。
【００８０】
さらに、本実施の形態の場合には、コントローラ４４，４６，４８は、切り替え手段である切り替えモジュールを備える。切り替えモジュールは、２個のキャスタ輪２２，２４を２個の操向用電動モータ８２（図４、図５参照）により強制的に操向する強制操向モードと、２個の操向用電動モータ８２の動力発生を停止してキャスタ輪２２，２４の自由操向を可能とする自由操向モードとのいずれかのモードへの切り替えを可能としている。具体的には、自由操向モードを実現するために、操向用電動モータ８２への電力供給を停止して、操向用電動モータ８２の駆動を停止する。また、切り替えモジュールは、運転者により操作する右左の操作レバー２８の操作量を検出する操作量センサと、キャスタ輪２２，２４の操向方向を検出する回転角度検出装置９４（図６等参照）とからの検出信号がそれぞれ入力され、操作量検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪２２，２４の方向と、回転角度検出装置９４からの検出信号に対応するキャスタ輪２２，２４の方向とが異なる場合に、自由操向モードから強制操向モードへ切り替える。
【００８１】
このような切り替えモジュールを備える本実施の形態の乗用型芝刈り車両である芝刈り車両１０は、次のようにして操向用電動モータ８２を、停止状態から駆動状態に切り替える。図１１は、操向用電動モータ８２の駆動を切り替える方法を示すフローチャートである。まず、図１１のステップＳ１において、操向用電動モータ８２の駆動を停止する（オフする）、すなわち自由操向モードの状態で、ステップＳ２において、回転角度検出装置９４を構成するエンコーダ９６（図６等参照）等により、キャスタ輪２２，２４のそれぞれの現在の操向角度αを検出する。
【００８２】
次いで、ステップＳ３において、切り替えモジュールは、右左の操作レバー２８の操作位置、すなわち、倒れ位置に対応するキャスタ輪２２，２４の目標操向角度βを求めて、取得し、ステップＳ４において、取得された目標操向角度βと、現在のキャスタ輪２２，２４の検出された操向角度αとを比較する。そして、目標操向角度βと検出された操向角度αとが一致している場合には、操向用電動モータ８２を停止した状態とし、目標操向角度βと検出された操向角度αとが不一致である場合には、操向用電動モータ８２に通電して、操向用電動モータ８２を駆動し（オンし）、停止状態から駆動状態に切り替える。すなわち、自由操向モードから強制操向モードに切り替える。そして、目標操向角度βと検出された操向角度αとが一致するように、操向用電動モータ８２を制御する。
【００８３】
なお、このような目標操向角度βの取得と操向角度αの検出とは、右左のキャスタ輪２２，２４のそれぞれで行い、それぞれで比較した結果に応じて、それぞれのキャスタ輪２２，２４に対応する操向用電動モータ８２を停止状態から駆動状態に切り替えるか否かを判定する。すなわち、本実施の形態では、右左２個のキャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により強制的に操向する強制操向モードにおいて、操作レバー２８の操作に応じて、２個のキャスタ輪２２，２４を、互いに独立して操向用電動モータ８２により強制的に操向可能としている。また、切り替え手段の切り替えは、運転者がスイッチ等の操作部を操作することにより、手動で切り替えることを可能としている。
【００８４】
このような本実施の形態によれば、キャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により強制的に操向する強制操向モードと、操向用電動モータ８２の動力発生を停止してキャスタ輪２２，２４の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行う切り替えモジュールを備える。このため、斜面走行時において、目標操向角度βと検出された操向角度αとが不一致である場合に、切り替えモジュールが強制操向モードに切り替えることにより、運転者が望む方向よりもキャスタ輪２２，２４を下側に向けるような不都合が生じることを防止できる。すなわち、芝刈り車両１０を運転者が望む方向に精度よく進行させることができる。しかも、高速走行時等必要がない場合には、運転者が手動で操作部を操作して、自由走行モードに切り替えることができるため、操向用電動モータ８２にかかる負荷を小さくして、操向用電動モータ８２の小型化を図りやすくなる。また、操向輪をキャスタ輪２２，２４としているため、芝刈り車両１０の旋回の自由度向上を図れる。例えば、旋回時の回転半径を十分に小さくする、超信地旋回等の急旋回を行いやすくなる。
【００８５】
また、本実施の形態で、強制操向モードにおいて、キャスタ輪２２，２４を走行用の電動モータ８８（図４等参照）により駆動するように構成する場合には、斜面走行時において、目標操向角度βと検出された操向角度αとが不一致である場合に、強制操向モードに切り替えることにより、運転者が望む方向よりもキャスタ輪２２，２４を下側に向けるような不都合が生じることを、より有効に防止できる。なお、自由操向モードから強制操向モードへの切り替えを行うか否かは、目標操向角度βと操向角度αとがずれた場合でも、許容割合、例えば５％等の許容範囲を超えてずれた場合にのみ、切り替えを行うようにすることもできる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、自由操向モードを実現するために、操向用電動モータ８２への電力供給を停止して、操向用電動モータ８２の駆動、すなわち動力発生を停止するようにしているが、自由操向モードを実現するために、２個の操向用電動モータ８２から２個のキャスタ輪２２，２４への操向用の動力伝達を遮断することもできる。例えば、操向用電動モータ８２とキャスタ輪２２，２４の駆動部との間の動力伝達部にクラッチ機構を設けて、クラッチ機構を断接することにより、操向用の動力伝達の遮断または接続を可能とすることもできる。
【００８７】
また、本実施の形態では、右左の操作レバー２８により、芝刈り車両１０の加速、減速、旋回のいずれも行えるようにしているが、図３に示したように、ステアリングホイール等のステアリング操作部６４等により旋回するように構成することもできる。この場合には、例えば、ステアリングホイールの回転角度を検出する回転角度センサからの検出信号を、コントローラ４４，４６，４８に入力する。また、運転席２６（図１）の下側に、前進アクセルペダルと後進アクセルペダルとを備え、いずれかのアクセルペダルの踏み込みにより前進側、または後進側へ車両を加速させる。前進アクセルペダルの踏み込み量を検出する前進側踏み込み量検出センサと、後進アクセルペダルの踏み込み量を検出する後進側踏み込み量検出センサとからの検出信号は、コントローラ４４，４６，４８に入力する。また、両踏み込み量検出センサからの検出信号に応じて、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８を正転方向または逆転方向に回転駆動させる。また、ステアリングホイールの回転角度検出センサからの検出信号に応じて、キャスタ輪２２，２４操向用の電動モータ８２（図４、図５）を駆動し、２個のキャスタ輪２２，２４を旋回方向に応じた所定の方向に操向する。
【００８８】
また、図３において、２個のキャスタ輪２２，２４を、走行用の電動モータ８８（図４等参照）により駆動する場合には、２個のキャスタ輪２２，２４駆動用として、第１電動モータ用駆動回路５０と、第２電動モータ用駆動回路５２と、第１電動モータ１６用の電力回生ユニット５４および第２電動モータ１８用の電力回生ユニット５６とに対応する構成と、第１電動モータ１６および第２電動モータ１８およびそれぞれの電動モータ１６，１８に対応するブレーキユニット５８、６０に対応する構成とを、それぞれ設ける。
【００８９】
［第２の発明の実施の形態］
図１２は、本発明の第２の実施の形態において、上記の図４に対応する略断面図を示している。本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態において、少なくともキャスタ輪２２，２４を操向用電動モータ８２により強制的に操向する強制操向モードにおいて、２個のキャスタ輪２２，２４を、走行用の動力源である電動モータ８８により駆動するように構成している。また、キャスタ輪２２，２４を支持する支持ハウジング１１２は、上側支持部１１４により、鉛直方向の軸を中心に３６０度を超えて自由に回転可能に支持している。すなわち、上側支持部１１４は、メインフレーム３０に対し軸受により鉛直方向の軸周りに回転可能に支持した筒部１１６と、筒部１１６に固定した大歯車８６および支持ハウジング１１２とを備える。また、メインフレーム３０上にコントローラ４４，４６，４８（図３参照）からの制御信号を受け取るスリップリング１１８を支持するとともに、スリップリング１１８の下側に導出したケーブル１２０を、支持ハウジング１１２の内側を通じてキャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８に接続している。
【００９０】
これにより、キャスタ輪２２，２４の鉛直方向の軸を中心とする回転にかかわらず、ケーブル１２０のねじれをより有効に防止できる。本実施の形態の場合には、キャスタ輪２２，２４の操向に対する角度を所定の角度に規制するためのストッパを設ける必要がない。その他の構成および作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示および説明を省略する。
【００９１】
［第３の発明の実施の形態］
図１３は、本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の場合、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を、キャスタ輪２２，２４の上側に外れた部分に配置している。すなわち、電動モータ８８は、メインフレーム３０に対し鉛直方向の軸を中心に回転可能に支持した筒部１１６に大歯車８６とともに固定している。そして、電動モータ８８の回転軸の回転を、複数の平歯車を備える歯車機構１２２を介してキャスタ輪２２，２４に伝達するように構成している。歯車機構１２２を構成する複数の平歯車も、電動モータ８８および大歯車８６とともに、鉛直方向の軸であり、キャスタ輪２２，２４の旋回軸である、操向軸１２３を中心とする回転に伴って回転するようにしている。また、大歯車８６には、キャスタ輪２２，２４旋回用の図示しない電動モータの回転軸に固定した小歯車を噛合させている。なお、図１３では、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４とのタイヤ中心が一致していることを示している。このような構成とすることで、操向に対する抵抗（操向抵抗）を低減できる。その他の構成および作用については、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態、または、上記の図９に示した第２の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示および説明を省略する。
【００９２】
［第４の発明の実施の形態］
図１４は、本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の場合、上記の図１３に示した第３の実施の形態において、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を、歯車機構１２２に関して、図１４の右左方向で逆に取り付けている。その他の構成および作用は、上記の図１３に示した第３の実施の形態と同様である。なお、図１４でも、図１３と同様に、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４とのタイヤ中心が一致していることを示している。
【００９３】
［第５の発明の実施の形態］
図１５から図１６は、本発明の第５の実施の形態を示している。図１５は、図４に対応する断面図で、図１６は図１５の右側から左側に見た、一部を断面で示す図である。本実施の形態の場合、上記の図１３に示した第３の実施の形態において、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８を、鉛直方向の軸を中心として９０度回転させた位置に設けるとともに、電動モータ８８の回転軸にかさ歯車機構により、上側回転軸１２４を作動的に連結している。そして、上側回転軸１２４と、キャスタ輪２２，２４に固定した下側回転軸１２６との間に中間回転軸１２８を配置し、上側回転軸１２４に固定した駆動側歯車１３０と、中間回転軸１２８に固定した従動側歯車１３２との間にチェーン１３４を掛け渡している。そして、中間回転軸１２８と下側回転軸１２６とを、平歯車機構１３６により作動的に連結している。この結果、電動モータ８８の回転軸とキャスタ輪２２，２４に固定した下側回転軸１２６とは、作動的に連結される。また、図１５においては、図１３，図１４と同様に、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４のタイヤ中心とが一致していることを示しているが、図１６においては、操向軸１２３とキャスタ輪２２，２４のタイヤ中心との間にオフセットが設けられていることを示している。このオフセットは、キャスタトレイル１３７と呼ばれるもので、キャスタトレイル１３７を設けることで、操向が自由回転の状態において、主駆動輪の走行に対応して、操向角度が定まりやすくなる。その他の構成および作用は、上記の図１３に示した第３の実施の形態と同様である。
【００９４】
［第６の発明の実施の形態］
図１７は、本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の場合、上記の図１５から図１６に示した第５の実施の形態において、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８のケースを、メインフレーム３０に対し鉛直方向に固定している。そして、電動モータ８８のケースの下側周囲に、支持ハウジング１１２の上部を大歯車８６とともに、鉛直方向の軸を中心とする回転可能に支持している。また、電動モータ８８の回転軸と、上側回転軸１２４とを、かさ歯車機構により作動的に連結している。さらに、下側回転軸１２６の一端部（図１７の右端部）周囲に、一方向クラッチ１３８を介して平歯車機構１３６を構成する平歯車を支持している。これにより、電動モータ８８の回転数が車速、すなわち、キャスタ輪２２，２４の回転速度に関して所定割合以下に低くなる、すなわち、キャスタ輪２２，２４に固定した平歯車の回転速度がキャスタ輪２２，２４の回転速度に対して遅くなる傾向となる場合には、電動モータ８８から下側回転軸１２６への動力の伝達を遮断して、電動モータ８８がキャスタ輪２２，２４の回転に対して抵抗となることを抑制するようにしている。その他の構成および作用は、上記の図１５から図１６に示した第５の実施の形態と同様である。
【００９５】
［第７の発明の実施の形態］
図１８は、本発明の第７の実施の形態に使用する主駆動輪１２，１４駆動用の第１電動モータ１６および第２電動モータ１８（図２等参照）の特性線図を示している。なお、芝刈り車両の基本構成は上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様であるため、以下の説明において同等部分には同一符号を付して説明する。本実施の形態の場合、上記の第１の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８は、電動モータ制御手段である電動モータ制御モジュールを備える。電動モータ制御モジュールは、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、電動モータ１６，１８の回転数が０近傍でトルク、すなわち起動トルク（始動トルク）を発生するように、電動モータ１６，１８を制御して、車両のずり下がりを阻止する等抑制するようにしている。すなわち、上記の第１の実施の形態において、傾斜面上に車両が位置する場合、パーキングブレーキを解除して、ブレーキペダルを踏み込まない状態では、芝刈り車両１０が自重により傾斜面に沿ってずり下がる傾向となる。
【００９６】
これに対して、本実施の形態では、電動モータ１６，１８をＤＣブラシレスモータとするとともに、芝刈り車両１０が位置する傾斜面の傾斜角度を傾斜センサ１０４（図３参照）により検出し、検出された傾斜角度に応じて、起動トルクが水平面上に位置する場合に比べて大きくなるように制御する。すなわち、図１８は、電動モータ１６，１８がＤＣブラシレスモータである場合の、実線ａで電動モータ１６，１８の回転数とトルクとの関係を、実線ｂで電動モータ１６，１８の電流とトルクとの関係を表している。また、実線ｃで電動モータ１６，１８の出力とトルクとの関係を、実線ｄで電動モータ１６，１８の効率とトルクとの関係を表している。また、回転数が０でのリップルを考慮した平均起動トルクＴ0（Ｎｍ）は、次式で求められる。
【００９７】
Ｔ0＝（Ｖｓ／Ｒａ）×Ｋｔ−Ｔｄ ・・・（１）
【００９８】
ここで、Ｖｓは電動モータ１６，１８に印加される電圧（Ｖ）であり、Ｒａは巻線抵抗（Ω）である。また、Ｋｔはトルク定数（Ｎｍ／Ａ）で、Ｔｄは無負荷損失（Ｎｍ）である。ここで、無負荷損失が相対的に十分に小さいと、起動トルクＴ0は、電圧に比例することになる。したがって、電動モータ１６，１８に印加される電圧の大きさを制御することにより、電動モータ１６，１８の起動トルクを制御できる。具体的には、電動モータ１６，１８に印加される電圧を大きくするため、例えば、電動モータ１６，１８に接続された可変抵抗を小さくすることにより、起動トルクを図１４の点Ｘよりも右側に移動させ、すなわち起動トルクを増大させることができる。
【００９９】
本実施の形態は、このように、電動モータ制御モジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを阻止する等抑制するために、傾斜センサ１０４からの検出信号が表す傾斜面の傾斜角度に応じて、電動モータ１６，１８の回転数が０近傍で発生する起動トルクを、電動モータ１６，１８に印加する電圧をパラメータとして制御する。すなわち、電動モータ制御モジュールは、傾斜面の傾斜角度に応じて傾斜面下降方向に芝刈り車両１０に作用する力に対して、これと釣り合うように、電動モータ１６，１８の起動トルクを発生させるように、電動モータ１６，１８に印加される電圧を制御する。なお、芝刈り車両１０に車速センサを設けて、操作レバー２８等の操作部による芝刈り車両１０の速度指令が０である場合に、車速センサにより検出される車速が０となるように、電動モータ１６，１８の起動トルクを制御することもできる。
【０１００】
このような本実施の形態によれば、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、電動モータ１６，１８の回転数が０近傍でトルクを発生するように電動モータ１６，１８を制御することにより、芝刈り車両１０のずり下がりを抑制する電動モータ制御モジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、機械式ブレーキであるパーキングブレーキおよびアクセルペダルの踏み込みにより作動する制動装置をいずれも解除した後、車両駆動用の電動モータ１６，１８により芝刈り車両１０が発進を開始する前でも、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。その他の構成および作用は、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様である。なお、図１８では、ＤＣブラシレスモータの特性線図を示しており、本実施の形態では、ＤＣブラシレスモータである車両駆動用の電動モータ１６，１８を制御するようにしているが、電動モータ１６，１８をＡＣモータとして、ＡＣモータの特性線図を用いて、電動モータ１６，１８を同様に制御し、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを抑制することもできる。
【０１０１】
なお、図示は省略するが、本実施の形態において、電動モータ制御モジュールを備えず、その代わりに、コントローラ４４，４６，４８は、制動部制御手段である制動部制御モジュールを備え、制動部制御モジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面での発進時において、制動用操作部である、パーキングブレーキレバーをオフにした場合でも、電動モータ１６，１８のトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部であるパーキングブレーキによる制動を解除するように、パーキングブレーキの制動状態を制御する構成とすることもできる。この場合、傾斜面の角度は、傾斜センサ１０４（図３参照）により検出する。このような構成によっても、芝刈り車両１０が傾斜面上で停止している場合に、パーキングブレーキを解除した後、車両駆動用の電動モータ１６，１８により芝刈り車両１０が発進を開始する前でも、芝刈り車両１０の傾斜面上でのずり下がりを抑制して、運転者に違和感を生じさせることを防止できる。この場合、例えば、パーキングブレーキを構成するブレーキシューに連結するブレーキレバーは、コントローラ４４，４６，４８からの制御信号を受けるリニアアクチュエータまたはリニアモータ等の電動アクチュエータにより押し引きする構成とすることができる。
【０１０２】
［第８の発明の実施の形態］
図１９は、本発明の第８の実施の形態の主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との速度を表す模式図を示している。なお、芝刈り車両の基本構成は上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様であるため、以下の説明において同等部分には同一符号を付して説明する。本実施の形態の場合、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８は切り替え手段である切り替えモジュールを備える。また、切り替えモジュールは、主駆動輪１２，１４のスリップ率が所定値である５％以上で、好ましくは、５％以上で１５％以下、より好ましくはほぼ１０％である場合に、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えるものとしている。
【０１０３】
例えば、主駆動輪１２，１４のスリップ率が５％未満である場合には、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードが実現されるように、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８（図４等参照）への電力供給を停止し、電動モータ８８の動力発生を停止する。「スリップ率」は、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８の回転数から得られる主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0と、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８の回転数から得られるキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを比較して、移動速度Ｖ1よりも目標移動速度Ｖ0が大きい場合にスリップしていると判定し、スリップ率、すなわち、｛（Ｖ0−Ｖ1）／Ｖ0｝×１００（％）を求める。また、主駆動輪１２，１４およびキャスタ輪２２，２４にそれぞれ固定されたエンコーダ１４０，１４２を含む回転速度検出装置からの検出信号から、主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0とキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを求め、スリップ率を求めることもできる。そして、第１駆動モードから第２駆動モードに切り替える場合には、キャスタ輪２２，２４駆動用の電動モータ８８への電力供給を開始し、キャスタ輪２２，２４と主駆動輪１２，１４とを、電動モータ１６，１８，８８により走行駆動する。
【０１０４】
このような本実施の形態によれば、主駆動輪１２，１４のスリップ率が５％以上である場合に、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替えモジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上を登坂走行する場合に、主駆動輪１２，１４が芝上を所定以上のスリップ率分スリップすると、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方が駆動する。このため、駆動力が大きくなり、主駆動輪１２，１４が芝上でスリップしなくなるため、主駆動輪１２，１４が芝をいためるのを抑えることができる。その他の構成および作用は、上記の図１から図１１に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分に関する説明および図示は省略する。なお、キャスタ輪２２，２４を走行駆動するための構成は、上記の図１２から図１６に示した第２の実施の形態から第６の実施の形態の構成を適用することもできる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、第１駆動モードを実現するために、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８への電力供給を停止して、電動モータ８８の動力発生を停止するようにしているが、第１駆動モードを実現するために、キャスタ輪２２，２４に対応する２個の電動モータ８８から２個のキャスタ輪２２，２４への動力伝達を遮断することもできる。例えば、電動モータ８８とキャスタ輪２２，２４の駆動部との間の動力伝達部にクラッチ機構を設けて、クラッチ機構を断接することにより、動力伝達の遮断または接続を可能とすることもできる。また、本実施の形態において、切り替えモジュールは、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替わった後、主駆動輪１２，１４を駆動するトルクが増大するのにしたがって、キャスタ輪２２，２４を駆動するトルクであるアシストトルクが減少することにより、アシストトルクの大きさ、または主駆動輪１２，１４を駆動するトルクに対するアシストトルクの割合が所定値未満となった場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替える構成とすることもできる。
【０１０６】
［第９の発明の実施の形態］
また、図示は省略するが、第９の発明の実施の形態として、上記の図１９に示した第８の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８（図３参照）は、速度制御手段である速度制御モジュールを備え、速度制御モジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時において、芝刈り車両１０のオーバーラン率が所定値以上である場合に、芝刈り車両１０の速度を抑制するように主駆動輪１２，１４走行用の動力源を制御する構成とすることもできる。ここで、「オーバーラン率」は、芝刈り車両１０の傾斜面降板時において、主駆動輪１２，１４が地面に対して遅く回転する状態となる場合の、キャスタ輪２２，２４の移動速度に対して主駆動輪１２，１４の目標移動速度が低くなる割合をいう。例えば、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８の回転数から得られる主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0と、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８（図４等参照）の回転数から得られるキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを比較して、目標移動速度Ｖ0よりも移動速度Ｖ1が高い場合にオーバーランしていると判定し、オーバーラン率を、｛（Ｖ1−Ｖ0）／Ｖ0｝×１００（％）として求める。また、主駆動輪１２，１４およびキャスタ輪２２，２４にそれぞれ固定されたエンコーダ１４０，１４２（図１９参照）を含む回転速度検出装置からの検出信号から、主駆動輪１２，１４の目標移動速度Ｖ0とキャスタ輪２２，２４の移動速度Ｖ1とを求め、オーバーラン率を求めることもできる。
【０１０７】
そして、速度制御手段は、オーバーラン率が所定値以上である場合には、芝刈り車両１０の速度を抑制するように主駆動輪１２，１４走行用の電動モータ１６，１８を制御して、電動モータ１６，１８の回転速度を低くする。
【０１０８】
このような本実施の形態によれば、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時において、芝刈り車両１０のオーバーラン率が所定値以上である場合に、芝刈り車両１０の速度を抑制するように主駆動輪１２，１４走行用の電動モータ１６，１８を制御する速度制御モジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪１２，１４が路面との間でスリップしても、芝刈り車両１０の速度が抑制されることにより、過度なスリップを防止して、主駆動輪１２，１４が芝をいためるのを抑えることができる。なお、芝刈り車両１０の速度を抑制するために、主駆動輪１２，１４走行用の電動モータ１６，１８とともに、または独立して、キャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ等走行用動力源を制御することもできる。
【０１０９】
［第１０の発明の実施の形態］
また、同様に図示は省略するが、第１０の発明の実施の形態として、上記の第９の実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８（図３参照）は、切り替え手段である切り替えモジュールを備え、切り替えモジュールは、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時において、主駆動輪１２，１４（図１９等参照）のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４（図１９等参照）との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える構成とすることもできる。例えば、芝刈り車両１０が傾斜面降板時であるか否かは、傾斜センサ１０４（図３参照）等により検出された傾斜面の傾斜角度、主駆動輪１２，１４駆動用の電動モータ１６，１８の回転方向等により判定する。そして、芝刈り車両１０が傾斜面降板時であることが判定されたならば、上記の図１９に示した第８の実施の形態と同様に、切り替えモジュールは、主駆動輪１２、１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える。
【０１１０】
このような本実施の形態によれば、芝刈り車両１０の傾斜面降坂時には、主駆動輪１２，１４のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との両方を駆動する第２駆動モードに切り替える切り替えモジュールを備える。このため、芝刈り車両１０が傾斜面上を降坂走行する場合に、主駆動輪１２，１４とキャスタ輪２２，２４との傾斜面に対するグリップ力が大きくなるため、主駆動輪１２，１４が過度にスリップするのを防止して、主駆動輪１２，１４が芝をいためるのを抑えることができる。その他の構成および作用は、上記の図１８に示した第８の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１１１】
なお、図示は省略するが、上記の各実施の形態において、芝刈り機２０（図１、図２参照）駆動用の動力源を電動モータとし、電動モータに電力を供給する電力供給源を、内燃機関であるエンジン３２により駆動する発電機３４（図１、図２、図３参照）と、図示しない燃料電池と、二次電池またはキャパシタである蓄電部とのうち、少なくともいずれか１とすることもできる。また、車両操向用の操作部は、上記で説明したような、操作レバー２８またはステアリングホイール等のステアリング操作部６４に限定するものではなく、例えば、ステアリングホイールと、ジョイスティックと、足踏み式ペダルと、操作レバー２８とのうちのいずれか１とするか、または、いずれか１を選択可能とすることもできる。また、芝刈り機２０駆動用の動力源として、内燃機関または油圧モータを用いることもできる。
【０１１２】
さらに、上記の各実施の形態において、コントローラ４４，４６，４８は、キャスタ輪２２，２４の操向用と走行用との駆動状態とを制御する操向走行制御部を有し、操向走行制御部は、キャスタ輪２２，２４の操向軸を中心とする任意の所定の操向角度以上では、キャスタ輪２２，２４走行用の駆動源であるキャスタ輪２２，２４走行用の電動モータ８８（図４等参照）からキャスタ輪２２，２４への動力伝達を遮断するか、または電動モータ８８の動力発生を停止して、キャスタ輪２２，２４が自由走行状態になるように制御する構成とすることもできる。このような構成によれば、例えばスピンターン時等の比較的牽引力を必要としない場合に、電動モータ８８を駆動させずに済むため、電動モータ８８の小型化を図りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態における芝刈り車両の構成を示す略図である。
【図２】図１の略Ａ−Ａ断面図である。
【図３】第１の実施の形態の芝刈り車両におけるコントローラを含む基本構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態において、１個のキャスタ輪と、操向用駆動装置とを示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態において、操向用駆動装置の別例を示す、図４のＢ部に対応する断面図である。
【図６】第１の実施の形態において、キャスタ輪支持部に設ける回転角度検出装置の別例を示す略斜視図である。
【図７】第１の実施の形態において、旋回形態の３例を示す模式図である。
【図８】第１の実施の形態において、右左の主駆動輪の速度が与えられたときに、旋回中心位置を求める様子を示す図である。
【図９】第１の実施の形態において、旋回中心位置を用いて、キャスタ輪の操向角度等を求める様子を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態において、旋回中心位置を用いて、キャスタ輪の速度等を求める様子を示す図である。
【図１１】第１の形態において、切り替え手段により自由操向モードから強制操向モードへ切り替える方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る第２の実施の形態を示す、図４に対応する略断面図である。
【図１３】同第３の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１４】同第４の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１５】同第５の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１６】第５の実施の形態において、図１５の右側から左側に見た、一部を断面で示す図である。
【図１７】本発明に係る第６の実施の形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図１８】同第７の実施の形態で使用する、主駆動輪駆動用の電動モータの特性線図である。
【図１９】同第８の実施の形態において、主駆動輪とキャスタ輪との速度を表す模式図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ 芝刈り車両、１２，１４ 主駆動輪、１６ 第１電動モータ、１８ 第２電動モータ、２０ 芝刈り機、２２，２４ キャスタ輪、２６ 運転席、２８ 操作レバー、３０ メインフレーム、３２ エンジン、３４ 発電機、３６ 電源ユニット、３８ 動力源、４０ 排出ダクト、４２ 収草タンク、４４，４６，４８ コントローラ、 ５０ 第１油圧モータ用駆動回路、５２ 第２電動モータ用駆動回路、５４，５６ 電力回生ユニット、５８，６０ ブレーキユニット、６２ モア起動スイッチ、６４ ステアリング操作部、６６ 操向用駆動回路、６８，７０ ステアリングアクチュエータ、７２ 操向用駆動装置、７４ 支持フレーム、７６ 下側支持部、７８ 支持軸、８０ 上側支持部、８２ 操向用電動モータ、８４ 小歯車、８６ 大歯車、８８ 電動モータ、９０ ウォーム軸、９２ ウォームホイール、９４ 回転角度検出装置、９６ エンコーダ、９８ 回転角度センサ、１００ 芝刈り機昇降位置検出センサ、１０２ シートスイッチ、１０４ 傾斜センサ、１０６ ブレーキペダルセンサ、１０８ パーキングブレーキセンサ、１１０ 操作／表示部、１１２ 支持ハウジング、１１４ 上側支持部、１１６ 筒部、１１８ スリップリング、１２０ ケーブル、１２２ 歯車機構、１２３ 操向軸、１２４ 上側回転軸、１２６ 下側回転軸、１２８ 中間回転軸、１３０ 駆動側歯車、１３２ 従動側歯車、１３４ チェーン、１３６ 平歯車機構、１３７ キャスタトレイル、１３８ 一方向クラッチ、１４０ エンコーダ、１４２ エンコーダ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
切り替え手段を備え、
切り替え手段は、キャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードと、操向用動力源の動力発生を停止し、または操向用動力源からキャスタ輪への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行うことを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項２】
請求項１に記載の乗用型芝刈り車両において、
切り替え手段は、運転者により操作する操向用操作部の操作量を検出する操作量検出部と、キャスタ輪の方向を検出するキャスタ輪方向検出部とからの検出信号がそれぞれ入力され、操作量検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向と、キャスタ輪方向検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向とが異なる場合に、自由操向モードから強制操向モードへ切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の乗用型芝刈り車両において、
少なくとも強制操向モードにおいて、キャスタ輪は、キャスタ輪走行用の動力源により駆動されることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項４】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
走行用動力源は電動モータであり、
電動モータ制御手段を備え、
電動モータ制御手段は、車両が傾斜面上で停止している場合に、電動モータの回転数が０でトルクを発生するように電動モータを制御することにより、車両のずり下がりを抑制することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項５】
請求項４に記載の乗用型芝刈り車両において、
電動モータ制御手段は、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制するために、電動モータの回転数が０で発生するトルクを、電動モータに印加する電圧をパラメータとして制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項６】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
走行用動力源は電動モータであり、
制動部制御手段を備え、
制動部制御手段は、車両の傾斜面での発進時において、制動用操作部をオフにした場合でも、電動モータのトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部による制動を解除するように、制動部の制動状態を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項７】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
切り替え手段を備え、
切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率が所定値以上である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項８】
請求項７に記載の乗用型芝刈り車両において、
主駆動輪のスリップ率が所定値未満である場合には、キャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止し、またはキャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項９】
請求項７に記載の乗用型芝刈り車両において、
切り替え手段は、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替わった後、主駆動輪を駆動するトルクが増大するのにしたがって、キャスタ輪を駆動するトルクであるアシストトルクが減少することにより、アシストトルクの大きさ、または主駆動輪を駆動するトルクに対するアシストトルクの割合が所定値未満となった場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１０】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
速度制御手段を備え、
速度制御手段は、車両の傾斜面降坂時において、車両のオーバーラン率が所定値以上である場合に、車両の速度を抑制するように主駆動輪走行用またはキャスタ輪走行用の走行用動力源を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１１】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
切り替え手段を備え、
切り替え手段は、車両の傾斜面降坂時には、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
芝刈り機駆動用電動モータに電力を供給する電力供給源は、内燃機関により駆動する発電機と、燃料電池と、二次電池またはキャパシタである蓄電部とのうち、少なくともいずれか１であることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
車両操向用の操作部は、ステアリングホイールと、ジョイスティックと、足踏み式ペダルと、操作レバーとのうちのいずれか１であるか、または、いずれか１を選択可能としていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
キャスタ輪の操向用と走行用との駆動状態とを制御する操向走行制御部を備え、
操向走行制御部は、キャスタ輪の所定の操向角度以上では、キャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断するか、またはキャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止して、キャスタ輪が自由走行状態になるように制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
キャスタ輪は、左右２個を設けており、
少なくとも２個のキャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードにおいて、車両操向用の操作部の操作に応じて、２個のキャスタ輪を、互いに独立して操向用動力源により強制的に操向可能としていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
切り替え手段を備え、
切り替え手段は、キャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードと、操向用動力源の動力発生を停止し、または操向用動力源からキャスタ輪への操向用の動力伝達を遮断してキャスタ輪の自由操向を可能とする自由操向モードとの、いずれかのモードへの切り替えを行うことを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項２】
請求項１に記載の乗用型芝刈り車両において、
切り替え手段は、運転者により操作する操向用操作部の操作量を検出する操作量検出部と、キャスタ輪の方向を検出するキャスタ輪方向検出部とからの検出信号がそれぞれ入力され、操作量検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向と、キャスタ輪方向検出部からの検出信号に対応するキャスタ輪の方向とが異なる場合に、自由操向モードから強制操向モードへ切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の乗用型芝刈り車両において、
少なくとも強制操向モードにおいて、キャスタ輪は、キャスタ輪走行用の動力源により駆動されることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項４】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
走行用動力源は電動モータであり、
電動モータ制御手段を備え、
電動モータ制御手段は、車両が傾斜面上で停止している場合に、電動モータの回転数が０でトルクを発生するように電動モータを制御することにより、車両のずり下がりを抑制することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項５】
請求項４に記載の乗用型芝刈り車両において、
電動モータ制御手段は、車両の傾斜面上でのずり下がりを抑制するために、電動モータの回転数が０で発生するトルクを、電動モータに印加する電圧をパラメータとして制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項６】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
走行用動力源は電動モータであり、
制動部制御手段を備え、
制動部制御手段は、車両の傾斜面での発進時において、制動用操作部をオフにした場合でも、電動モータのトルクが傾斜面の角度に対応する所定トルクを超えた場合にのみ、制動部による制動を解除するように、制動部の制動状態を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項７】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
切り替え手段を備え、
切り替え手段は、主駆動輪のスリップ率が所定値以上である場合に、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項８】
請求項７に記載の乗用型芝刈り車両において、
主駆動輪のスリップ率が所定値未満である場合には、キャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止し、またはキャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項９】
請求項７に記載の乗用型芝刈り車両において、
切り替え手段は、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替わった後、主駆動輪を駆動するトルクが増大するのにしたがって、キャスタ輪を駆動するトルクであるアシストトルクが減少することにより、アシストトルクの大きさ、または主駆動輪を駆動するトルクに対するアシストトルクの割合が所定値未満となった場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１０】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
速度制御手段を備え、
速度制御手段は、車両の傾斜面降坂時において、車両のオーバーラン率が所定値以上である場合に、車両の速度を抑制するように主駆動輪走行用またはキャスタ輪走行用の走行用動力源を制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１１】
２個の主駆動輪と、
操向輪であるキャスタ輪と、を備え、
少なくとも２個の主駆動輪は、走行用動力源により駆動する乗用型芝刈り車両であって、
切り替え手段を備え、
切り替え手段は、車両の傾斜面降坂時には、主駆動輪のみを駆動する第１駆動モードから、主駆動輪とキャスタ輪との両方を駆動する第２駆動モードに切り替えることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
芝刈り機駆動用電動モータに電力を供給する電力供給源は、内燃機関により駆動する発電機と、燃料電池と、二次電池またはキャパシタである蓄電部とのうち、少なくともいずれか１であることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
車両操向用の操作部は、ステアリングホイールと、ジョイスティックと、足踏み式ペダルと、操作レバーとのうちのいずれか１であるか、または、いずれか１を選択可能としていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
キャスタ輪の操向用と走行用との駆動状態とを制御する操向走行制御部を備え、
操向走行制御部は、キャスタ輪の所定の操向角度以上では、キャスタ輪走行用の動力源からキャスタ輪への動力伝達を遮断するか、またはキャスタ輪走行用の動力源の動力発生を停止して、キャスタ輪が自由走行状態になるように制御することを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１に記載の乗用型芝刈り車両において、
キャスタ輪は、左右２個を設けており、
少なくとも２個のキャスタ輪を操向用動力源により強制的に操向する強制操向モードにおいて、車両操向用の操作部の操作に応じて、２個のキャスタ輪を、互いに独立して操向用動力源により強制的に操向可能としていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
【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】
【公開番号】特開２００８−１６８８７１（Ｐ２００８−１６８８７１Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６２２１（Ｐ２００７−６２２１）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
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