電動作業機
【課題】駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止できる電動作業機を提供する。
【解決手段】バッテリ３１を駆動源とする芝刈作業機１において、旋回レバー２１・２２の操作位置を検知するレバーセンサ２３・２４を設け、旋回レバー２１・２２の中立位置を検出した後にバッテリ３１と走行部用モータ１５・１６との電気経路３２ｂを通電する制御装置５０を設けた。また、芝刈作業機１は、電動乗用機であり、座席シート５の着座を検知する着座センサ３３を設け、バッテリ３１と走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９との電気経路３２ｂを通電する条件に座席シート５の着座の検出を付加した。
【解決手段】バッテリ３１を駆動源とする芝刈作業機１において、旋回レバー２１・２２の操作位置を検知するレバーセンサ２３・２４を設け、旋回レバー２１・２２の中立位置を検出した後にバッテリ３１と走行部用モータ１５・１６との電気経路３２ｂを通電する制御装置５０を設けた。また、芝刈作業機１は、電動乗用機であり、座席シート５の着座を検知する着座センサ３３を設け、バッテリ３１と走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９との電気経路３２ｂを通電する条件に座席シート５の着座の検出を付加した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右の車輪をそれぞれ独立してモータにより駆動可能とした電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行部若しくは作業部のどちらか一方若しくは両方が電動である作業機が公知となっている。例えば、それぞれ独立に走行駆動される主駆動輪となる左右車輪と、左右車輪とは独立に走行駆動される操向輪となるキャスタ輪と、作業部としての芝刈機とを備え、旋回操作子の旋回指示入力に応じ、左右車輪の各走行駆動とキャスタ輪の走行駆動とを制御して旋回可能に構成した作業機は公知となっている（特許文献１参照）。また、走行部若しくは作業部のどちらか一方若しくは両方が電動である作業機において、スタートスイッチがＯＦＦ状態のときはバッテリと走行部との間を遮断する技術が公知となっている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６８８６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献２における制御の場合、スタートスイッチがＯＮ状態となった場合であって、オペレータが作業しようとする意思が無い場合、例えば、駆動操作具が誤って前進若しくは後進の位置に入っていた場合や、作業機が乗用機であってオペレータが乗車していないような場合に、バッテリと走行部とが通電状態となってしまい、誤って走行部が駆動してしまう可能性があった。
また、バッテリと走行部との間のリレー回路で溶着が発生していた場合、スタートスイッチがＯＦＦ状態であってもバッテリと走行部との間が通電状態となり続け、バッテリの電力を消費し続けることがあった。
また、バッテリの充電中においては、走行部及び作業部に誤って電力が供給されて予期せぬ駆動が発生するのを防止する必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は以上の如き状況に鑑み、駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止できる電動作業機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、バッテリを電源とする電動作業機において、駆動操作具の操作位置を検知するセンサを設け、前記駆動操作具の中立位置を検出した後に前記バッテリと走行系の電動機器駆動部との電気経路を通電する手段を設けたものである。
【０００８】
請求項２においては、前記電動作業機は、電動乗用機であり、操縦席の着座を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件に前記操縦席の着座の検出を付加したものである。
【０００９】
請求項３においては、キースイッチがＯＮ状態で前記電動機器駆動部への電気経路を非通電にしている時に、電動機器への電圧を監視する手段を設けたものである。
【００１０】
請求項４においては、前記バッテリを脱着可能なパックとし、バッテリパックの脱着を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件としてバッテリの装着を付加したものである。
【００１１】
請求項５においては、前記バッテリを脱着可能なパックとし、前記バッテリの脱着を検知するセンサを設け、走行系の電動機器駆動部に非通電時に機能する電磁ブレーキを設け、前記バッテリの離脱を検知したときに走行系の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電とする手段を設けたものである。
【００１２】
請求項６においては、充電コネクタを設け、充電コネクタで受電を検知したときにバッテリと電動機器駆動部との電気経路を非通電とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００１５】
請求項２においては、駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００１６】
請求項３においては、リレー回路の溶着や電気経路の短絡を検知することができる。
【００１７】
請求項４においては、バッテリの装着が不十分な状態での電源供給を防止できる。
【００１８】
請求項５においては、バッテリの離脱時に電動機器を確実に停止できる。
【００１９】
請求項６においては、充電中に電動作業機を駆動できなくすることにより、誤って駆動するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電動作業機の平面図。
【図２】走行部用モータ及び走行駆動輪を示す斜視図。
【図３】制御装置の接続を示すブロック図。
【図４】走行部用モータ及び作業部用モータの駆動・停止制御を示すフローチャート図。
【図５】走行部用モータ及び作業部用モータの駆動・停止制御を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の電動作業機を芝刈作業機１とした実施形態を、図１、図２及び図３を用いて全体構成から説明する。なお、以下において、矢印Ｆ方向を前方向とし、矢印Ｒ方向を右方向とし、矢印Ｌ方向を左方向と規定して説明する。
【００２２】
芝刈作業機１は、図１に示すように、機体フレーム２の後部左右両側に走行部としての左右の走行駆動輪１１・１２が配置され、機体フレーム２の前部左右両側に補助輪となるキャスタ輪１３・１４が配置される。前記走行駆動輪１１・１２とキャスタ輪１３・１４の間の機体フレーム２の下方に作業部として芝刈機３が配置される。機体フレーム２の上部が運転操作部４とされ、前後略中央にオペレータが着座する操縦席としての座席シート５が配置され、該座席シート５の左右両側に旋回操作及び変速操作を可能とする駆動操作具となる旋回レバー２１・２２や、パーキングスイッチ２５（図３参照）や、キースイッチ３５や、作業部スイッチ３６や、図示しない作業レバーや操作スイッチ等が配置される。また、機体フレーム２の後部には、バッテリ３１が設けられている。
また、座席シート５には着座センサ３３が設けられている。着座センサ３３は、例えば操縦者の体重を感知する歪み感知センサで構成されており、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。但し、着座センサ３３は座席シート５上に操縦者が存在することを検知できればよく歪み感知センサに限定するものではない。
【００２３】
また、機体フレーム２の任意位置に制御装置５０が配置される。本実施形態においては、図１に示すように、制御装置５０は座席シート５の下方の空間に設けられている。
【００２４】
前記走行駆動輪１１・１２は電動機器であり、図１及び図２に示すように、それぞれ左右の走行部用モータ１５・１６の出力軸とギヤケース４１内部の図示せぬ動力伝達機構を介して連結され、それぞれ独立して駆動可能としている。走行系の電動機器駆動部としての走行部用モータ１５・１６は、正逆転可能な電動モータであり、図３に示すように、制御装置５０と接続され、正逆転駆動、及び、回転数を制御可能に構成されている。つまり、変速制御可能に構成している。なお、走行部用モータ１５・１６はホイルと一体的に構成したホイルインモータとすることも、走行部用モータ１５・１６の出力軸と走行駆動輪１１・１２の車軸との間に減速機構を配設して、走行部用モータ１５・１６を機体フレーム２に設ける構成とすることも可能である。
【００２５】
また、走行部用モータ１５・１６は、通常は駆動力として用いていられているが、下り坂などでは発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける回生ブレーキとして使用することも可能である。この場合、走行部用モータ１５・１６によって発電された回生電力はバッテリ３１に回収される。言い換えれば、回生エネルギーによってバッテリ３１の充電が行われる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、前記走行部用モータ１５・１６の出力軸近傍、または、走行駆動輪１１・１２、または、減速機構には、走行駆動輪１１・１２の回転速度（回転数）を検知する回転速度検出手段となる回転速度センサ１７・１８が設けられている。該回転速度センサ１７・１８は制御装置５０と接続されている。
【００２７】
前記キャスタ輪１３・１４は、車輪を回転自在に支持する車軸がブラケット１９・２０に水平方向に支持され、該ブラケット１９・２０の上部から上方に支持軸が立設され、該支持軸が機体フレーム２に対して左右回転自在に支持される構成としている。よって、キャスタ輪１３・１４は左右方向に回転自在となっている。なお、補助輪となるキャスタ輪１３・１４は１輪とすることも可能であり、また、３輪以上に構成することも可能である。また、補助輪となるキャスタ輪１３・１４は前輪としているが、後輪とすることも可能である。つまり、走行駆動輪１１・１２を前輪、キャスタ輪１３・１４を後輪とすることもできる（図１参照）。
【００２８】
前記芝刈機３は、電動機器であり、図１に示す昇降リンク機構３０を介して機体フレーム２に対して昇降可能に連結されている。芝刈機３は、モアデッキ内に刈刃２６・２７を回転可能に配置し、該刈刃２６・２７を作業系の電動機器駆動部としての作業部用モータ２８・２９（図３参照）により回転駆動可能に構成している。図３に示すように、作業部用モータ２８・２９は制御装置５０と接続されている。なお、芝刈機３は機体フレーム２の下方に配置しているが、機体フレーム２の前方に配置することも、機体フレーム２の後方に配置することも、機体フレーム２の側方に配置することも可能であり限定するものではない。また、刈刃はブレード式やバリカン式やリール式等限定するものではない。
【００２９】
運転操作部４に設けた旋回レバー２１・２２は、それぞれ中立位置から前後方向に回動することにより左右対応する走行駆動輪１１・１２の回転方向及び回転速度を設定して、進行方向及び走行速度を変更するための手段である。具体的には、旋回レバー２１・２２を中立位置から前方への回動する回動角度が大きいほど、走行駆動輪１１・１２の前進回転速度が速くなり、芝刈作業機１の前進走行速度が速くなる。また、旋回レバー２１・２２を中立位置から後方へ回動する回動角度が大きくなるほど、走行駆動輪１１・１２の後進回転速度が速くなり、芝刈作業機１の後進走行速度が速くなる。
また、運転操作部４には、パーキングスイッチ２５が設けられている（図３参照）。本実施形態においては、旋回レバー２１・２２を中立位置とすることにより、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態となるように構成されている。なお、パーキングスイッチ２５を独立して設けることも可能である。
【００３０】
前記旋回レバー２１・２２の回動基部にはそれぞれ旋回レバー２１・２２の回動角度を検知するセンサとしてのレバーセンサ２３・２４が設けられている。レバーセンサ２３・２４は、図３に示すように、制御装置５０と接続されている。こうして、旋回レバー２１・２２の回動がレバーセンサ２３・２４により検知されて、その検知信号が制御装置５０に入力され、該制御装置５０により左右の走行部用モータ１５・１６が前記旋回レバー２１・２２の回動角度に応じて駆動され、芝刈作業機１を走行させることができる。
【００３１】
また、運転操作部４に設けられた作業部スイッチ３６をＯＮ状態とすることにより、芝刈機３の刈刃２６・２７を作業部用モータ２８・２９により回転駆動させる。作業部スイッチ３６は、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。
【００３２】
バッテリ３１は機体フレーム２後部に設けられている。バッテリ３１は、脱着可能なパックとして構成されており、図３に示すように、接続端子３１ａが設けられている。車体側にも接続端子３１ｂが設けられており、車体側の接続端子３１ｂは、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。また、バッテリ３１の内部には、バッテリ制御装置３４や充電用リレー回路３７が設けられている。バッテリ制御装置３４は、充電時に過充電とならないように制御したり、温度が異常に高くならないように制御したり、後述する充電コネクタ３１ｄに設ける検知部３１ｅにより充電器１０１と接続されたかを判断するとともに、充電用リレー回路３７を切り替えて後述の制御装置５０に充電中であること送信する。
また、バッテリ３１は、図３に示すように、Ｎ個のセル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮを有している。
また、バッテリ３１は、図３に示すように、高圧の直流電圧を低圧の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ３８を有している。
【００３３】
また、バッテリ３１には充電コネクタ３１ｄが設けられている。充電コネクタ３１ｄは外部の充電器１０１と接続可能であり、充電コネクタ３１ｄを外部の充電器１０１と接続することにより、バッテリ３１の充電を行う。充電コネクタ３１ｄに充電器１０１が接続されたどうかは、充電コネクタ３１ｄに設けた検知部３１ｅにより検知され、検知部３１ｅは制御装置５０と接続されている。
【００３４】
制御装置５０は、図３に示すように、走行部用モータ１５・１６、回転速度センサ１７・１８、レバーセンサ２３・２４、作業部用モータ２８・２９、着座センサ３３、作業部スイッチ３６、と接続されている。また、制御装置５０は、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７と接続されている。
【００３５】
制御装置５０は、ＣＰＵや記憶手段からなり、ＣＰＵは中央演算処理装置であり、記憶手段は制御プログラムやマップ等を記憶したＲＯＭや入力したデータ等を記憶するＲＡＭである。
【００３６】
走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７はインバータ回路で構成されており、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の出力を制御する装置である。また、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧（または電流）を検知し、制御装置５０に送信している。走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は、それぞれ、座席シート５の下方の空間に設けられている。
走行部用モータドライバ６５・６６と作業部用モータドライバ６７はバッテリ３１と電気経路３２ｂを介して接続されており、電気経路３２ｂから供給される直流電力を交流電力に変換して走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に供給する。
電気経路３２ｂの中途部にはバッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との間の電気経路３２ｂを通電又は非通電状態に切り替える手段としてのリレー回路７１・７２・７３が設けられている。リレー回路７１・７２・７３は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号によりリレー回路７１・７２・７３の通電又は非通電状態が切り替えられる構成としている。
【００３７】
芝刈作業機１には補助電源（バックアップ電源）５０ａが搭載されている。補助電源５０ａは制御装置５０と接続され、バッテリ３１が外された状態や充電時等でも制御装置５０やセンサ等に電力を供給して、芝刈作業機１や操縦者の安全性を担保している。
即ち、補助電源５０ａは電気経路を介して走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７と接続しており、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７とバッテリ３１とが非接続の場合であっても、補助電源５０ａから走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７へ制御用の電力が供給されている。走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は、常時、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９にバッテリ３１から電力が供給されているかを検出し、制御装置５０に送信するようにしている。
【００３８】
また、制御装置５０は、バッテリ３１と電気経路３２ａを介して接続されている。電気経路３２ａの中途部にはキースイッチ３５が設けられており、キースイッチ３５を操作することにより電源リレー回路４２の接点４２ａのＯＮ・ＯＦＦが切り替えられる。つまり、キースイッチ３５の操作により電気経路３２ａの接続・非接続を切り替えることができる。
【００３９】
キースイッチ３５がＯＮ状態となった場合、電源リレー回路４２がＯＮ状態に切り替わり、電力が供給されたことを制御装置５０に送信し、制御装置５０より接続制御信号がリレー回路７１・７２・７３に送信されて切り替え、電気経路３２ｂが接続されて、バッテリ３１から走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７へ電力が供給可能とされる。
【００４０】
また、制御装置５０とバッテリ３１との間には接続確認用電気経路３２ｃが設けられており、バッテリ３１側の接続端子３１ａと車体側の接続端子３１ｂとの間に脱着を検知する脱着検知センサ７４が設けられ、接続確認用電気経路３２ｃを介して制御装置５０と接続している。
【００４１】
制御装置５０は、前記各センサからの信号により、左右の走行部用モータ１５・１６の出力を制御する。つまり、左右の旋回レバー２１・２２の操作量に応じて進行方向の指令値を算出して、それぞれの指令値に応じて走行部用モータドライバ６５・６６に指令値を送信し、走行部用モータドライバ６５・６６から走行部用モータ１５・１６に駆動信号（モータ駆動電力）を出力する。
また、制御装置５０は、作業部用モータ２８・２９の出力を制御する。つまり、制御装置５０は、作業部用モータ２８・２９のトルクが一定となるように指令値を算出して、それぞれの指令値に応じて作業部用モータドライバ６７に指令値を送信し、作業部用モータドライバ６７から作業部用モータ２８・２９に駆動信号（モータ駆動電力）を出力する。
【００４２】
次に、走行部用モータ１５・１６を電気的に停止させるための前記リレー回路７１・７２と、物理的に停止させるための電磁ブレーキ３９・４０について説明する。
【００４３】
図３に示すように、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６との間には、電力の供給と遮断を切り替える手段としてのリレー回路７１・７２が設けられている。リレー回路７１・７２は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号によりリレー回路７１・７２が切り替えられる構成としている。なお、リレー回路７１とリレー回路７２とは同様の構成であるので、走行部用モータ１５に対応するリレー回路７１について説明する。
リレー回路７１は、正常の走行時や作業時に、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５とを接続する。電圧が異常に高くなった場合やバッテリ３１が離脱した場合などの異常時には、制御装置５０よりリレー回路７１に遮断信号が送信されて、リレー回路７１によりバッテリ３１と走行部用モータドライバ６５との接続が遮断され、走行部用モータ１５に電力が供給されなくなる。これにより、走行部用モータ１５が停止する。
【００４４】
また、図２、図３に示すように、走行部用モータ１５・１６と走行駆動輪１１・１２との間には電磁ブレーキ３９・４０が設けられている。電磁ブレーキ３９・４０は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号により制動と非制動が切り替えられる。電磁ブレーキ３９と４０は同様の構成であるので走行部用モータ１５に対応する電磁ブレーキ３９について説明する。
図２に示すように、走行部用モータ１５と走行駆動輪１１との間には図示せぬ動力伝達機構を格納するギヤケース４１が設けられている。電磁ブレーキ３９は、ギヤケース４１の内部であって走行部用モータ１５の駆動軸に設けられている。電磁ブレーキ３９は通電している状態では開放されており、電力が遮断された状態では摩擦板を圧接させることで走行駆動輪１１を制動する。但し、作業部用モータ２８・２９にも前記同様に電磁ブレーキを取り付け、制御することも可能である。
【００４５】
バッテリ制御装置３４には電池監視回路４３が接続され、電池監視回路４３は各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・・と接続されている。電池監視回路４３は、各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・・の電圧や放電電流を演算し、バッテリ制御装置３４に送信している。
【００４６】
次に、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の駆動・停止制御について図４及び図５を用いて説明する。
【００４７】
まず、キースイッチ３５をＯＮ状態か否かについて判断する（ステップＳ１０）。キースイッチ３５がＯＦＦ状態であればステップＳ１０に戻る。キースイッチ３５がＯＮ状態になると、通信状態などが正常か否かを確認する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において通信状態などが正常でなければ、再びステップＳ１５を行う。ステップＳ１５において、通信状態などが正常であれば、リレー回路７１・７２・７３が駆動し走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７に電源が入った状態となる。但し、このときは待機状態となっており、電磁ブレーキ３９・４０は作動し、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９は停止状態となる（ステップＳ２０）。
次に、エラーが検出されたか否かについて判断する（ステップＳ３０）。ここで、エラーとは、接続端子３１ａと接続端子３１ｂとの接続が不良で脱着検知センサ７４がＯＮ状態であるにもかかわらずリレー回路７１・７２・７３のいずれかがＯＮ状態またはＯＦＦ状態である場合や、リレー回路７１・７２・７３が遮断されているにも関わらず、走行部用モータドライバ６５・６６や作業部用モータドライバ６７から電力が供給されていることを検知した場合などである。なお、前記エラーの原因は、リレー回路７１・７２・７３の接点が溶着したため等が考えられる。
【００４８】
ステップＳ３０において、エラーが検出されなかった場合には、着座センサ３３及びパーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ４０）。こうして、駆動の準備が整う前にキースイッチ３５をＯＮ状態にしたときに、いきなり駆動してしまわないようにエラーが発生しているかが判断される。なお、作業部スイッチ３６に対しても同様の処理が可能である。
ステップＳ４０において、操縦者が着座して着座センサ３３及びパーキングスイッチ２５がＯＮ状態になっていた場合には、操縦者が作業部スイッチ３６を操作してＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ５０）。ステップＳ４０において操縦者が着座せず着座センサ３３及びパーキングスイッチ２５がＯＦＦ、あるいは、キースイッチ３５をＯＮしたときに、作業部スイッチ３６がＯＮになっていた場合には、ステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ５０において作業部スイッチ３６がＯＮ状態になっていた場合には、作業部用モータ２８・２９を駆動させ刈刃２６・２７を回転させる（ステップＳ６０）。そして、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ７０）。ここで、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるときには、旋回レバー２１・２２が中立位置にある状態である。言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置に操作されるとパーキングスイッチ２５がＯＮ状態となり、中立位置以外ではパーキングスイッチ２５はＯＦＦ状態となっている。つまり、ステップＳ７０は、旋回レバー２１・２２が中立位置にあるか否かについて判断するステップである。
ステップＳ７０において、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置にある場合には走行部用モータ１５・１６を停止して、作業部用モータ２８・２９を駆動させて刈刃２６・２７を回転させ（ステップＳ８０）、ステップＳ３０に移行する。
ステップＳ７０において、パーキングスイッチ２５がＯＦＦ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置に無い場合には、電磁ブレーキ３９・４０の制動が解除され、走行部用モータ１５・１６を駆動する。このとき、作業部用モータ２８・２９は駆動されているので、走行しながら刈取作業が行える（ステップＳ９０）。そして、ステップＳ３０に移行する。
【００４９】
ステップＳ５０において作業部スイッチ３６がＯＦＦ状態になっていた場合には、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００において、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置にある場合には、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１００において、パーキングスイッチ２５がＯＦＦ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置に無い場合には、走行部用モータ１５・１６を駆動する。このとき、作業部用モータ２８・２９は停止されており、単なる走行となる（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ３０へ移行する。
【００５０】
ステップＳ３０においてエラーが検出された場合には、図５に示すように、エラー表示を行い（ステップＳ１２０）、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の停止を維持する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１２０において、エラー表示を行う手段は、例えば、運転操作部４に表示灯を設けて表示灯を点灯させることにより通知する。表示する方法は、これに限定するものでなく、例えば、液晶表示部を設けて、液晶表示部にメッセージを表示することも可能であるし、音響手段を設けて、音によって通知することも可能である。
【００５１】
ステップＳ１３０を行った後、走行部用モータ１５・１６が停止したか否かについて判断する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０において、走行部用モータ１５・１６が停止した場合には、走行部用モータ１５・１６を停止したまま維持し、作業部用モータ２８・２９を停止する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１４０において、走行部用モータ１５・１６が停止していない状態の場合には、何らかの異常があると判断し、緊急停止を行う（ステップＳ１６０）。緊急停止は、リレー回路７１・７２・７３をＯＦＦ状態とするかキースイッチ３５をＯＦＦ状態とすることにより行う。
そして、キースイッチ３５がＯＦＦ状態となり、正常な状態に復帰しているか否かを判断し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１７０において、キースイッチ３５がＯＦＦ状態となり、かつ、正常な状態に復帰していればエラーを解除する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１７０において、キースイッチ３５がＯＦＦ状態となっていない、若しくは、正常な状態に復帰していなければ、再びステップＳ１７０に移行する。
【００５２】
次に、リレー回路７１・７２・７３が溶着したか否かの判断について説明する。
リレー回路７１・７２・７３のいずれかが溶着した場合には、キースイッチ３５をＯＦＦ状態にした場合でも、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との間が通電状態となるため、バッテリ３１の電力が消費されつづけることになる。
そこで、溶着したか否かについて、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧を常時、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７によって計測することにより判断する。
キースイッチ３５がＯＦＦ状態からＯＮ状態と移行する前に、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧が０で無かった場合には、対応するリレー回路７１・７２・７３の溶着が発生したと判断する。
また、前記駆動・停止制御によって、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９のいずれか一方、若しくは両方を停止させたときに、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧が０で無かった場合には、対応するリレー回路７１・７２・７３の溶着が発生したと判断する。
【００５３】
次にバッテリ３１の脱着に基づく走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７の駆動・停止制御について説明する。
バッテリ３１が装着され、接続端子３１ａと接続端子３１ｂが接続されると、脱着検知センサ７４から制御装置５０へ制御信号が送信される。制御装置５０は、前記電気信号を受信した場合、リレー回路７１・７２・７３に対しＯＮ状態となるように電気信号を送信する。これにより、バッテリ３１から走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７に電力が供給可能となる。これにより、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７が駆動可能となる。
【００５４】
バッテリ３１が取り外されたとき、脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となる。脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となった際、制御装置５０は、リレー回路７１・７２・７３に対しＯＦＦ状態となるように制御信号を送信する。これにより、バッテリ３１を取り外したときに走行部用モータ１５・１６、及び作業部用モータ２８・２９に電力が供給されず、確実に停止することができる。
【００５５】
次に、バッテリ３１の脱着に基づく走行部用モータ１５・１６の停止制御について説明する。
バッテリ３１が取り外されたとき、脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となる。脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となった際、制御装置５０は、電磁ブレーキ３９・４０への電力を遮断し、電磁ブレーキ３９・４０を制動する。
【００５６】
次に、充電コネクタ３１ｄの接続に基づく走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の停止制御について説明する。
充電コネクタ３１ｄが外部の充電器１０１と接続された場合、検知部３１ｅにより充電コネクタ３１ｄが外部の充電器１０１と接続されていると判断され、バッテリ３１内部のバッテリ制御装置３４から充電中であることを示す信号が制御装置５０へ送信される。制御装置５０は、前記充電中の信号を受信すると、リレー回路７１・７２・７３をＯＦＦ状態とする。
【００５７】
以上のように、バッテリ３１を駆動源とする芝刈作業機１において、旋回レバー２１・２２の操作位置を検知するレバーセンサ２３・２４を設け、旋回レバー２１・２２の中立位置を検出した後にバッテリ３１と走行部用モータ１５・１６との電気経路３２ｂを通電する制御装置５０を設けたものである。
このように構成することにより、駆動等の準備が整う前にキースイッチ３５がＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００５８】
また、芝刈作業機１は、電動乗用機であり、座席シート５の着座を検知する着座センサ３３を設け、バッテリ３１と走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９との電気経路３２ｂを通電する条件に座席シート５の着座の検出を付加したものである。
このように構成することにより、駆動等の準備が整う前にキースイッチ３５がＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００５９】
また、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９への電気経路３２ｂを非通電にしている時に、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９への電圧を監視するものである。
このように構成することにより、リレー回路７１・７２・７３の溶着や電気経路３２ｂの短絡を検知することができる。
【００６０】
また、バッテリ３１を脱着可能なパックとし、バッテリ３１の脱着を検知する脱着検知センサ７４を設け、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との電気経路３２ｂを通電する条件としてバッテリ３１の装着を付加したものである。
このように構成することにより、バッテリの装着が不十分な状態での電源供給を防止できる。
【００６１】
また、バッテリ３１を脱着可能なパックとし、バッテリ３１の脱着を検知する脱着検知センサ７４を設け、走行部用モータ１５・１６に非通電時に機能する電磁ブレーキ３９・４０を設け、バッテリ３１の離脱を検知したときに走行部用モータ１５・１６とバッテリ３１との電気経路３２ｂを非通電とし、電磁ブレーキ３９．４０を作動させる手段を設けた。
このように構成することにより、バッテリ３１の離脱時に走行部用モータ１５・１６を確実に停止できる。
【００６２】
また、充電コネクタ３１ｄを設け、充電コネクタ３１ｄで受電を検知したときにバッテリ３１と走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９との電気経路３２ｂを非通電とする。
このように構成することにより、充電中に芝刈作業機１を駆動できなくすることにより、誤って駆動するのを防止することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 芝刈作業機（電動作業機）
２ 機体フレーム
３ 芝刈機（作業部）
４ 運転操作部
５ 座席シート（操縦席）
１１・１２ 走行駆動輪
１３・１４ キャスタ輪
１５・１６ 走行部用モータ（走行系の電動機器駆動部）
２１・２２ 旋回レバー（駆動操作具）
２３・２４ レバーセンサ
２５ パーキングスイッチ
２８・２９ 作業部用モータ
３１ バッテリ
３１ｄ 充電コネクタ
３２ｂ 電気経路
３３ 着座センサ
３５ キースイッチ
３９・４０ 電磁ブレーキ
５０ 制御装置
６５・６６ 走行部用モータドライバ
６７ 作業部用モータドライバ
７４ 脱着検知センサ（センサ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右の車輪をそれぞれ独立してモータにより駆動可能とした電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行部若しくは作業部のどちらか一方若しくは両方が電動である作業機が公知となっている。例えば、それぞれ独立に走行駆動される主駆動輪となる左右車輪と、左右車輪とは独立に走行駆動される操向輪となるキャスタ輪と、作業部としての芝刈機とを備え、旋回操作子の旋回指示入力に応じ、左右車輪の各走行駆動とキャスタ輪の走行駆動とを制御して旋回可能に構成した作業機は公知となっている（特許文献１参照）。また、走行部若しくは作業部のどちらか一方若しくは両方が電動である作業機において、スタートスイッチがＯＦＦ状態のときはバッテリと走行部との間を遮断する技術が公知となっている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６８８６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献２における制御の場合、スタートスイッチがＯＮ状態となった場合であって、オペレータが作業しようとする意思が無い場合、例えば、駆動操作具が誤って前進若しくは後進の位置に入っていた場合や、作業機が乗用機であってオペレータが乗車していないような場合に、バッテリと走行部とが通電状態となってしまい、誤って走行部が駆動してしまう可能性があった。
また、バッテリと走行部との間のリレー回路で溶着が発生していた場合、スタートスイッチがＯＦＦ状態であってもバッテリと走行部との間が通電状態となり続け、バッテリの電力を消費し続けることがあった。
また、バッテリの充電中においては、走行部及び作業部に誤って電力が供給されて予期せぬ駆動が発生するのを防止する必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は以上の如き状況に鑑み、駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止できる電動作業機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、バッテリを電源とする電動作業機において、駆動操作具の操作位置を検知するセンサを設け、前記駆動操作具の中立位置を検出した後に前記バッテリと走行系の電動機器駆動部との電気経路を通電する手段を設けたものである。
【０００８】
請求項２においては、前記電動作業機は、電動乗用機であり、操縦席の着座を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件に前記操縦席の着座の検出を付加したものである。
【０００９】
請求項３においては、キースイッチがＯＮ状態で前記電動機器駆動部への電気経路を非通電にしている時に、電動機器への電圧を監視する手段を設けたものである。
【００１０】
請求項４においては、前記バッテリを脱着可能なパックとし、バッテリパックの脱着を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件としてバッテリの装着を付加したものである。
【００１１】
請求項５においては、前記バッテリを脱着可能なパックとし、前記バッテリの脱着を検知するセンサを設け、走行系の電動機器駆動部に非通電時に機能する電磁ブレーキを設け、前記バッテリの離脱を検知したときに走行系の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電とする手段を設けたものである。
【００１２】
請求項６においては、充電コネクタを設け、充電コネクタで受電を検知したときにバッテリと電動機器駆動部との電気経路を非通電とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００１５】
請求項２においては、駆動等の準備が整う前にキースイッチがＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００１６】
請求項３においては、リレー回路の溶着や電気経路の短絡を検知することができる。
【００１７】
請求項４においては、バッテリの装着が不十分な状態での電源供給を防止できる。
【００１８】
請求項５においては、バッテリの離脱時に電動機器を確実に停止できる。
【００１９】
請求項６においては、充電中に電動作業機を駆動できなくすることにより、誤って駆動するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電動作業機の平面図。
【図２】走行部用モータ及び走行駆動輪を示す斜視図。
【図３】制御装置の接続を示すブロック図。
【図４】走行部用モータ及び作業部用モータの駆動・停止制御を示すフローチャート図。
【図５】走行部用モータ及び作業部用モータの駆動・停止制御を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の電動作業機を芝刈作業機１とした実施形態を、図１、図２及び図３を用いて全体構成から説明する。なお、以下において、矢印Ｆ方向を前方向とし、矢印Ｒ方向を右方向とし、矢印Ｌ方向を左方向と規定して説明する。
【００２２】
芝刈作業機１は、図１に示すように、機体フレーム２の後部左右両側に走行部としての左右の走行駆動輪１１・１２が配置され、機体フレーム２の前部左右両側に補助輪となるキャスタ輪１３・１４が配置される。前記走行駆動輪１１・１２とキャスタ輪１３・１４の間の機体フレーム２の下方に作業部として芝刈機３が配置される。機体フレーム２の上部が運転操作部４とされ、前後略中央にオペレータが着座する操縦席としての座席シート５が配置され、該座席シート５の左右両側に旋回操作及び変速操作を可能とする駆動操作具となる旋回レバー２１・２２や、パーキングスイッチ２５（図３参照）や、キースイッチ３５や、作業部スイッチ３６や、図示しない作業レバーや操作スイッチ等が配置される。また、機体フレーム２の後部には、バッテリ３１が設けられている。
また、座席シート５には着座センサ３３が設けられている。着座センサ３３は、例えば操縦者の体重を感知する歪み感知センサで構成されており、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。但し、着座センサ３３は座席シート５上に操縦者が存在することを検知できればよく歪み感知センサに限定するものではない。
【００２３】
また、機体フレーム２の任意位置に制御装置５０が配置される。本実施形態においては、図１に示すように、制御装置５０は座席シート５の下方の空間に設けられている。
【００２４】
前記走行駆動輪１１・１２は電動機器であり、図１及び図２に示すように、それぞれ左右の走行部用モータ１５・１６の出力軸とギヤケース４１内部の図示せぬ動力伝達機構を介して連結され、それぞれ独立して駆動可能としている。走行系の電動機器駆動部としての走行部用モータ１５・１６は、正逆転可能な電動モータであり、図３に示すように、制御装置５０と接続され、正逆転駆動、及び、回転数を制御可能に構成されている。つまり、変速制御可能に構成している。なお、走行部用モータ１５・１６はホイルと一体的に構成したホイルインモータとすることも、走行部用モータ１５・１６の出力軸と走行駆動輪１１・１２の車軸との間に減速機構を配設して、走行部用モータ１５・１６を機体フレーム２に設ける構成とすることも可能である。
【００２５】
また、走行部用モータ１５・１６は、通常は駆動力として用いていられているが、下り坂などでは発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける回生ブレーキとして使用することも可能である。この場合、走行部用モータ１５・１６によって発電された回生電力はバッテリ３１に回収される。言い換えれば、回生エネルギーによってバッテリ３１の充電が行われる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、前記走行部用モータ１５・１６の出力軸近傍、または、走行駆動輪１１・１２、または、減速機構には、走行駆動輪１１・１２の回転速度（回転数）を検知する回転速度検出手段となる回転速度センサ１７・１８が設けられている。該回転速度センサ１７・１８は制御装置５０と接続されている。
【００２７】
前記キャスタ輪１３・１４は、車輪を回転自在に支持する車軸がブラケット１９・２０に水平方向に支持され、該ブラケット１９・２０の上部から上方に支持軸が立設され、該支持軸が機体フレーム２に対して左右回転自在に支持される構成としている。よって、キャスタ輪１３・１４は左右方向に回転自在となっている。なお、補助輪となるキャスタ輪１３・１４は１輪とすることも可能であり、また、３輪以上に構成することも可能である。また、補助輪となるキャスタ輪１３・１４は前輪としているが、後輪とすることも可能である。つまり、走行駆動輪１１・１２を前輪、キャスタ輪１３・１４を後輪とすることもできる（図１参照）。
【００２８】
前記芝刈機３は、電動機器であり、図１に示す昇降リンク機構３０を介して機体フレーム２に対して昇降可能に連結されている。芝刈機３は、モアデッキ内に刈刃２６・２７を回転可能に配置し、該刈刃２６・２７を作業系の電動機器駆動部としての作業部用モータ２８・２９（図３参照）により回転駆動可能に構成している。図３に示すように、作業部用モータ２８・２９は制御装置５０と接続されている。なお、芝刈機３は機体フレーム２の下方に配置しているが、機体フレーム２の前方に配置することも、機体フレーム２の後方に配置することも、機体フレーム２の側方に配置することも可能であり限定するものではない。また、刈刃はブレード式やバリカン式やリール式等限定するものではない。
【００２９】
運転操作部４に設けた旋回レバー２１・２２は、それぞれ中立位置から前後方向に回動することにより左右対応する走行駆動輪１１・１２の回転方向及び回転速度を設定して、進行方向及び走行速度を変更するための手段である。具体的には、旋回レバー２１・２２を中立位置から前方への回動する回動角度が大きいほど、走行駆動輪１１・１２の前進回転速度が速くなり、芝刈作業機１の前進走行速度が速くなる。また、旋回レバー２１・２２を中立位置から後方へ回動する回動角度が大きくなるほど、走行駆動輪１１・１２の後進回転速度が速くなり、芝刈作業機１の後進走行速度が速くなる。
また、運転操作部４には、パーキングスイッチ２５が設けられている（図３参照）。本実施形態においては、旋回レバー２１・２２を中立位置とすることにより、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態となるように構成されている。なお、パーキングスイッチ２５を独立して設けることも可能である。
【００３０】
前記旋回レバー２１・２２の回動基部にはそれぞれ旋回レバー２１・２２の回動角度を検知するセンサとしてのレバーセンサ２３・２４が設けられている。レバーセンサ２３・２４は、図３に示すように、制御装置５０と接続されている。こうして、旋回レバー２１・２２の回動がレバーセンサ２３・２４により検知されて、その検知信号が制御装置５０に入力され、該制御装置５０により左右の走行部用モータ１５・１６が前記旋回レバー２１・２２の回動角度に応じて駆動され、芝刈作業機１を走行させることができる。
【００３１】
また、運転操作部４に設けられた作業部スイッチ３６をＯＮ状態とすることにより、芝刈機３の刈刃２６・２７を作業部用モータ２８・２９により回転駆動させる。作業部スイッチ３６は、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。
【００３２】
バッテリ３１は機体フレーム２後部に設けられている。バッテリ３１は、脱着可能なパックとして構成されており、図３に示すように、接続端子３１ａが設けられている。車体側にも接続端子３１ｂが設けられており、車体側の接続端子３１ｂは、図３に示すように、制御装置５０に接続されている。また、バッテリ３１の内部には、バッテリ制御装置３４や充電用リレー回路３７が設けられている。バッテリ制御装置３４は、充電時に過充電とならないように制御したり、温度が異常に高くならないように制御したり、後述する充電コネクタ３１ｄに設ける検知部３１ｅにより充電器１０１と接続されたかを判断するとともに、充電用リレー回路３７を切り替えて後述の制御装置５０に充電中であること送信する。
また、バッテリ３１は、図３に示すように、Ｎ個のセル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・３１ＣＮを有している。
また、バッテリ３１は、図３に示すように、高圧の直流電圧を低圧の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ３８を有している。
【００３３】
また、バッテリ３１には充電コネクタ３１ｄが設けられている。充電コネクタ３１ｄは外部の充電器１０１と接続可能であり、充電コネクタ３１ｄを外部の充電器１０１と接続することにより、バッテリ３１の充電を行う。充電コネクタ３１ｄに充電器１０１が接続されたどうかは、充電コネクタ３１ｄに設けた検知部３１ｅにより検知され、検知部３１ｅは制御装置５０と接続されている。
【００３４】
制御装置５０は、図３に示すように、走行部用モータ１５・１６、回転速度センサ１７・１８、レバーセンサ２３・２４、作業部用モータ２８・２９、着座センサ３３、作業部スイッチ３６、と接続されている。また、制御装置５０は、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７と接続されている。
【００３５】
制御装置５０は、ＣＰＵや記憶手段からなり、ＣＰＵは中央演算処理装置であり、記憶手段は制御プログラムやマップ等を記憶したＲＯＭや入力したデータ等を記憶するＲＡＭである。
【００３６】
走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７はインバータ回路で構成されており、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の出力を制御する装置である。また、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧（または電流）を検知し、制御装置５０に送信している。走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は、それぞれ、座席シート５の下方の空間に設けられている。
走行部用モータドライバ６５・６６と作業部用モータドライバ６７はバッテリ３１と電気経路３２ｂを介して接続されており、電気経路３２ｂから供給される直流電力を交流電力に変換して走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に供給する。
電気経路３２ｂの中途部にはバッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との間の電気経路３２ｂを通電又は非通電状態に切り替える手段としてのリレー回路７１・７２・７３が設けられている。リレー回路７１・７２・７３は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号によりリレー回路７１・７２・７３の通電又は非通電状態が切り替えられる構成としている。
【００３７】
芝刈作業機１には補助電源（バックアップ電源）５０ａが搭載されている。補助電源５０ａは制御装置５０と接続され、バッテリ３１が外された状態や充電時等でも制御装置５０やセンサ等に電力を供給して、芝刈作業機１や操縦者の安全性を担保している。
即ち、補助電源５０ａは電気経路を介して走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７と接続しており、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７とバッテリ３１とが非接続の場合であっても、補助電源５０ａから走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７へ制御用の電力が供給されている。走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は、常時、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９にバッテリ３１から電力が供給されているかを検出し、制御装置５０に送信するようにしている。
【００３８】
また、制御装置５０は、バッテリ３１と電気経路３２ａを介して接続されている。電気経路３２ａの中途部にはキースイッチ３５が設けられており、キースイッチ３５を操作することにより電源リレー回路４２の接点４２ａのＯＮ・ＯＦＦが切り替えられる。つまり、キースイッチ３５の操作により電気経路３２ａの接続・非接続を切り替えることができる。
【００３９】
キースイッチ３５がＯＮ状態となった場合、電源リレー回路４２がＯＮ状態に切り替わり、電力が供給されたことを制御装置５０に送信し、制御装置５０より接続制御信号がリレー回路７１・７２・７３に送信されて切り替え、電気経路３２ｂが接続されて、バッテリ３１から走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７へ電力が供給可能とされる。
【００４０】
また、制御装置５０とバッテリ３１との間には接続確認用電気経路３２ｃが設けられており、バッテリ３１側の接続端子３１ａと車体側の接続端子３１ｂとの間に脱着を検知する脱着検知センサ７４が設けられ、接続確認用電気経路３２ｃを介して制御装置５０と接続している。
【００４１】
制御装置５０は、前記各センサからの信号により、左右の走行部用モータ１５・１６の出力を制御する。つまり、左右の旋回レバー２１・２２の操作量に応じて進行方向の指令値を算出して、それぞれの指令値に応じて走行部用モータドライバ６５・６６に指令値を送信し、走行部用モータドライバ６５・６６から走行部用モータ１５・１６に駆動信号（モータ駆動電力）を出力する。
また、制御装置５０は、作業部用モータ２８・２９の出力を制御する。つまり、制御装置５０は、作業部用モータ２８・２９のトルクが一定となるように指令値を算出して、それぞれの指令値に応じて作業部用モータドライバ６７に指令値を送信し、作業部用モータドライバ６７から作業部用モータ２８・２９に駆動信号（モータ駆動電力）を出力する。
【００４２】
次に、走行部用モータ１５・１６を電気的に停止させるための前記リレー回路７１・７２と、物理的に停止させるための電磁ブレーキ３９・４０について説明する。
【００４３】
図３に示すように、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６との間には、電力の供給と遮断を切り替える手段としてのリレー回路７１・７２が設けられている。リレー回路７１・７２は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号によりリレー回路７１・７２が切り替えられる構成としている。なお、リレー回路７１とリレー回路７２とは同様の構成であるので、走行部用モータ１５に対応するリレー回路７１について説明する。
リレー回路７１は、正常の走行時や作業時に、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５とを接続する。電圧が異常に高くなった場合やバッテリ３１が離脱した場合などの異常時には、制御装置５０よりリレー回路７１に遮断信号が送信されて、リレー回路７１によりバッテリ３１と走行部用モータドライバ６５との接続が遮断され、走行部用モータ１５に電力が供給されなくなる。これにより、走行部用モータ１５が停止する。
【００４４】
また、図２、図３に示すように、走行部用モータ１５・１６と走行駆動輪１１・１２との間には電磁ブレーキ３９・４０が設けられている。電磁ブレーキ３９・４０は制御装置５０と接続されて、制御装置５０からの制御信号により制動と非制動が切り替えられる。電磁ブレーキ３９と４０は同様の構成であるので走行部用モータ１５に対応する電磁ブレーキ３９について説明する。
図２に示すように、走行部用モータ１５と走行駆動輪１１との間には図示せぬ動力伝達機構を格納するギヤケース４１が設けられている。電磁ブレーキ３９は、ギヤケース４１の内部であって走行部用モータ１５の駆動軸に設けられている。電磁ブレーキ３９は通電している状態では開放されており、電力が遮断された状態では摩擦板を圧接させることで走行駆動輪１１を制動する。但し、作業部用モータ２８・２９にも前記同様に電磁ブレーキを取り付け、制御することも可能である。
【００４５】
バッテリ制御装置３４には電池監視回路４３が接続され、電池監視回路４３は各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・・と接続されている。電池監視回路４３は、各セル３１Ｃ１・３１Ｃ２・・・・の電圧や放電電流を演算し、バッテリ制御装置３４に送信している。
【００４６】
次に、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の駆動・停止制御について図４及び図５を用いて説明する。
【００４７】
まず、キースイッチ３５をＯＮ状態か否かについて判断する（ステップＳ１０）。キースイッチ３５がＯＦＦ状態であればステップＳ１０に戻る。キースイッチ３５がＯＮ状態になると、通信状態などが正常か否かを確認する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において通信状態などが正常でなければ、再びステップＳ１５を行う。ステップＳ１５において、通信状態などが正常であれば、リレー回路７１・７２・７３が駆動し走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７に電源が入った状態となる。但し、このときは待機状態となっており、電磁ブレーキ３９・４０は作動し、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９は停止状態となる（ステップＳ２０）。
次に、エラーが検出されたか否かについて判断する（ステップＳ３０）。ここで、エラーとは、接続端子３１ａと接続端子３１ｂとの接続が不良で脱着検知センサ７４がＯＮ状態であるにもかかわらずリレー回路７１・７２・７３のいずれかがＯＮ状態またはＯＦＦ状態である場合や、リレー回路７１・７２・７３が遮断されているにも関わらず、走行部用モータドライバ６５・６６や作業部用モータドライバ６７から電力が供給されていることを検知した場合などである。なお、前記エラーの原因は、リレー回路７１・７２・７３の接点が溶着したため等が考えられる。
【００４８】
ステップＳ３０において、エラーが検出されなかった場合には、着座センサ３３及びパーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ４０）。こうして、駆動の準備が整う前にキースイッチ３５をＯＮ状態にしたときに、いきなり駆動してしまわないようにエラーが発生しているかが判断される。なお、作業部スイッチ３６に対しても同様の処理が可能である。
ステップＳ４０において、操縦者が着座して着座センサ３３及びパーキングスイッチ２５がＯＮ状態になっていた場合には、操縦者が作業部スイッチ３６を操作してＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ５０）。ステップＳ４０において操縦者が着座せず着座センサ３３及びパーキングスイッチ２５がＯＦＦ、あるいは、キースイッチ３５をＯＮしたときに、作業部スイッチ３６がＯＮになっていた場合には、ステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ５０において作業部スイッチ３６がＯＮ状態になっていた場合には、作業部用モータ２８・２９を駆動させ刈刃２６・２７を回転させる（ステップＳ６０）。そして、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ７０）。ここで、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるときには、旋回レバー２１・２２が中立位置にある状態である。言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置に操作されるとパーキングスイッチ２５がＯＮ状態となり、中立位置以外ではパーキングスイッチ２５はＯＦＦ状態となっている。つまり、ステップＳ７０は、旋回レバー２１・２２が中立位置にあるか否かについて判断するステップである。
ステップＳ７０において、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置にある場合には走行部用モータ１５・１６を停止して、作業部用モータ２８・２９を駆動させて刈刃２６・２７を回転させ（ステップＳ８０）、ステップＳ３０に移行する。
ステップＳ７０において、パーキングスイッチ２５がＯＦＦ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置に無い場合には、電磁ブレーキ３９・４０の制動が解除され、走行部用モータ１５・１６を駆動する。このとき、作業部用モータ２８・２９は駆動されているので、走行しながら刈取作業が行える（ステップＳ９０）。そして、ステップＳ３０に移行する。
【００４９】
ステップＳ５０において作業部スイッチ３６がＯＦＦ状態になっていた場合には、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であるか否かについて判断する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００において、パーキングスイッチ２５がＯＮ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置にある場合には、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１００において、パーキングスイッチ２５がＯＦＦ状態であった場合、言い換えれば、旋回レバー２１・２２が中立位置に無い場合には、走行部用モータ１５・１６を駆動する。このとき、作業部用モータ２８・２９は停止されており、単なる走行となる（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ３０へ移行する。
【００５０】
ステップＳ３０においてエラーが検出された場合には、図５に示すように、エラー表示を行い（ステップＳ１２０）、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の停止を維持する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１２０において、エラー表示を行う手段は、例えば、運転操作部４に表示灯を設けて表示灯を点灯させることにより通知する。表示する方法は、これに限定するものでなく、例えば、液晶表示部を設けて、液晶表示部にメッセージを表示することも可能であるし、音響手段を設けて、音によって通知することも可能である。
【００５１】
ステップＳ１３０を行った後、走行部用モータ１５・１６が停止したか否かについて判断する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０において、走行部用モータ１５・１６が停止した場合には、走行部用モータ１５・１６を停止したまま維持し、作業部用モータ２８・２９を停止する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１４０において、走行部用モータ１５・１６が停止していない状態の場合には、何らかの異常があると判断し、緊急停止を行う（ステップＳ１６０）。緊急停止は、リレー回路７１・７２・７３をＯＦＦ状態とするかキースイッチ３５をＯＦＦ状態とすることにより行う。
そして、キースイッチ３５がＯＦＦ状態となり、正常な状態に復帰しているか否かを判断し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１７０において、キースイッチ３５がＯＦＦ状態となり、かつ、正常な状態に復帰していればエラーを解除する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１７０において、キースイッチ３５がＯＦＦ状態となっていない、若しくは、正常な状態に復帰していなければ、再びステップＳ１７０に移行する。
【００５２】
次に、リレー回路７１・７２・７３が溶着したか否かの判断について説明する。
リレー回路７１・７２・７３のいずれかが溶着した場合には、キースイッチ３５をＯＦＦ状態にした場合でも、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との間が通電状態となるため、バッテリ３１の電力が消費されつづけることになる。
そこで、溶着したか否かについて、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧を常時、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７によって計測することにより判断する。
キースイッチ３５がＯＦＦ状態からＯＮ状態と移行する前に、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧が０で無かった場合には、対応するリレー回路７１・７２・７３の溶着が発生したと判断する。
また、前記駆動・停止制御によって、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９のいずれか一方、若しくは両方を停止させたときに、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９に印加される電圧が０で無かった場合には、対応するリレー回路７１・７２・７３の溶着が発生したと判断する。
【００５３】
次にバッテリ３１の脱着に基づく走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７の駆動・停止制御について説明する。
バッテリ３１が装着され、接続端子３１ａと接続端子３１ｂが接続されると、脱着検知センサ７４から制御装置５０へ制御信号が送信される。制御装置５０は、前記電気信号を受信した場合、リレー回路７１・７２・７３に対しＯＮ状態となるように電気信号を送信する。これにより、バッテリ３１から走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７に電力が供給可能となる。これにより、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７が駆動可能となる。
【００５４】
バッテリ３１が取り外されたとき、脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となる。脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となった際、制御装置５０は、リレー回路７１・７２・７３に対しＯＦＦ状態となるように制御信号を送信する。これにより、バッテリ３１を取り外したときに走行部用モータ１５・１６、及び作業部用モータ２８・２９に電力が供給されず、確実に停止することができる。
【００５５】
次に、バッテリ３１の脱着に基づく走行部用モータ１５・１６の停止制御について説明する。
バッテリ３１が取り外されたとき、脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となる。脱着検知センサ７４がＯＦＦ状態となった際、制御装置５０は、電磁ブレーキ３９・４０への電力を遮断し、電磁ブレーキ３９・４０を制動する。
【００５６】
次に、充電コネクタ３１ｄの接続に基づく走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９の停止制御について説明する。
充電コネクタ３１ｄが外部の充電器１０１と接続された場合、検知部３１ｅにより充電コネクタ３１ｄが外部の充電器１０１と接続されていると判断され、バッテリ３１内部のバッテリ制御装置３４から充電中であることを示す信号が制御装置５０へ送信される。制御装置５０は、前記充電中の信号を受信すると、リレー回路７１・７２・７３をＯＦＦ状態とする。
【００５７】
以上のように、バッテリ３１を駆動源とする芝刈作業機１において、旋回レバー２１・２２の操作位置を検知するレバーセンサ２３・２４を設け、旋回レバー２１・２２の中立位置を検出した後にバッテリ３１と走行部用モータ１５・１６との電気経路３２ｂを通電する制御装置５０を設けたものである。
このように構成することにより、駆動等の準備が整う前にキースイッチ３５がＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００５８】
また、芝刈作業機１は、電動乗用機であり、座席シート５の着座を検知する着座センサ３３を設け、バッテリ３１と走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９との電気経路３２ｂを通電する条件に座席シート５の着座の検出を付加したものである。
このように構成することにより、駆動等の準備が整う前にキースイッチ３５がＯＮ状態にされた場合でも誤作動を防止することができる。
【００５９】
また、走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９への電気経路３２ｂを非通電にしている時に、走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７は走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９への電圧を監視するものである。
このように構成することにより、リレー回路７１・７２・７３の溶着や電気経路３２ｂの短絡を検知することができる。
【００６０】
また、バッテリ３１を脱着可能なパックとし、バッテリ３１の脱着を検知する脱着検知センサ７４を設け、バッテリ３１と走行部用モータドライバ６５・６６及び作業部用モータドライバ６７との電気経路３２ｂを通電する条件としてバッテリ３１の装着を付加したものである。
このように構成することにより、バッテリの装着が不十分な状態での電源供給を防止できる。
【００６１】
また、バッテリ３１を脱着可能なパックとし、バッテリ３１の脱着を検知する脱着検知センサ７４を設け、走行部用モータ１５・１６に非通電時に機能する電磁ブレーキ３９・４０を設け、バッテリ３１の離脱を検知したときに走行部用モータ１５・１６とバッテリ３１との電気経路３２ｂを非通電とし、電磁ブレーキ３９．４０を作動させる手段を設けた。
このように構成することにより、バッテリ３１の離脱時に走行部用モータ１５・１６を確実に停止できる。
【００６２】
また、充電コネクタ３１ｄを設け、充電コネクタ３１ｄで受電を検知したときにバッテリ３１と走行部用モータ１５・１６及び作業部用モータ２８・２９との電気経路３２ｂを非通電とする。
このように構成することにより、充電中に芝刈作業機１を駆動できなくすることにより、誤って駆動するのを防止することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 芝刈作業機（電動作業機）
２ 機体フレーム
３ 芝刈機（作業部）
４ 運転操作部
５ 座席シート（操縦席）
１１・１２ 走行駆動輪
１３・１４ キャスタ輪
１５・１６ 走行部用モータ（走行系の電動機器駆動部）
２１・２２ 旋回レバー（駆動操作具）
２３・２４ レバーセンサ
２５ パーキングスイッチ
２８・２９ 作業部用モータ
３１ バッテリ
３１ｄ 充電コネクタ
３２ｂ 電気経路
３３ 着座センサ
３５ キースイッチ
３９・４０ 電磁ブレーキ
５０ 制御装置
６５・６６ 走行部用モータドライバ
６７ 作業部用モータドライバ
７４ 脱着検知センサ（センサ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリを電源とする電動作業機において、
駆動操作具の操作位置を検知するセンサを設け、前記駆動操作具の中立位置を検出した後に前記バッテリと走行系の電動機器駆動部との電気経路を通電する手段を設けたことを特徴とする電動作業機。
【請求項２】
前記電動作業機は、電動乗用機であり、操縦席の着座を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件に前記操縦席の着座の検出を付加したことを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
キースイッチがＯＮ状態で前記電動機器駆動部への電気経路を非通電にしている時に、電動機器への電圧を監視する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項４】
前記バッテリを脱着可能なパックとし、バッテリパックの脱着を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件としてバッテリの装着を付加したことを特徴とする請求項１記載の電動作業機。
【請求項５】
前記バッテリを脱着可能なパックとし、前記バッテリの脱着を検知するセンサを設け、走行系の電動機器駆動部に非通電時に機能する電磁ブレーキを設け、前記バッテリの離脱を検知したときに走行系の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電とする手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項６】
充電コネクタを設け、充電コネクタで受電を検知したときにバッテリと電動機器駆動部との電気経路を非通電とすることを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項１】
バッテリを電源とする電動作業機において、
駆動操作具の操作位置を検知するセンサを設け、前記駆動操作具の中立位置を検出した後に前記バッテリと走行系の電動機器駆動部との電気経路を通電する手段を設けたことを特徴とする電動作業機。
【請求項２】
前記電動作業機は、電動乗用機であり、操縦席の着座を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件に前記操縦席の着座の検出を付加したことを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
キースイッチがＯＮ状態で前記電動機器駆動部への電気経路を非通電にしている時に、電動機器への電圧を監視する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項４】
前記バッテリを脱着可能なパックとし、バッテリパックの脱着を検知するセンサを設け、前記バッテリと前記電動機器駆動部との電気経路を通電する条件としてバッテリの装着を付加したことを特徴とする請求項１記載の電動作業機。
【請求項５】
前記バッテリを脱着可能なパックとし、前記バッテリの脱着を検知するセンサを設け、走行系の電動機器駆動部に非通電時に機能する電磁ブレーキを設け、前記バッテリの離脱を検知したときに走行系の電動機器駆動部とバッテリとの電気経路を非通電とする手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【請求項６】
充電コネクタを設け、充電コネクタで受電を検知したときにバッテリと電動機器駆動部との電気経路を非通電とすることを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２１９８７（Ｐ２０１３−２１９８７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１１１４（Ｐ２０１１−１６１１１４）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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