特許 6142202 モータ制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6142202

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】モータ制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/46 20060101AFI20170529BHJP

   B60L 3/00 20060101ALI20170529BHJP

   A01D 34/76 20060101ALI20170529BHJP

   A01D 34/78 20060101ALI20170529BHJP

   A01D 34/68 20060101ALI20170529BHJP

【ＦＩ】

   H02P5/46 J

   B60L3/00 J

   A01D34/76 C

   A01D34/78

   A01D34/68 M

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-198243(P2012-198243)

(22)【出願日】2012年9月10日

(65)【公開番号】特開2014-54126(P2014-54126A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年6月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000125853

【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】王 鴻坤

(72)【発明者】

【氏名】古賀 和成

【審査官】 尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２３８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８８７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ １／００− ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータであり車輪を駆動する走行モータと、
電動モータであり作業機を駆動する補助モータである作業機駆動モータと、
前記走行モータ及び前記作業機駆動モータを制御するとともに、前記走行モータ及び前記作業機駆動モータから駆動状態を表す信号が入力されるコントローラと、
ユーザの手動操作に応じてオンまたはオフされ、オンまたはオフを表す信号を前記コントローラへ出力する手動スイッチと、
蓄電部と前記コントローラとの間に接続されるコントローラ給電切換部であって、前記コントローラからオン指令信号が入力されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへ給電し、前記手動スイッチがオフされ、かつ、前記コントローラからのオン指令信号の入力が遮断されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断するコントローラ給電切換部とを備える作業機付車両のモータ制御システムであって、
前記コントローラは、
前記手動スイッチがオフされている場合において、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記作業機駆動モータの少なくとも１つの回転中では、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を維持し、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記作業機駆動モータのすべてが停止されている場合には、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を遮断することを特徴とするモータ制御システム。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ制御システムにおいて、
前記コントローラ給電切換部は、前記蓄電部と前記コントローラとの間に、前記手動スイッチと並列に接続されたスイッチ本体を含み、前記蓄電部から整流素子を介して通電されることで前記スイッチ本体を接続するコントローラ給電リレーであり、
前記コントローラは、前記手動スイッチがオフからオンに切り換えられたときに前記スイッチ本体を接続し、前記蓄電部から前記コントローラへスイッチ本体を介して給電する一方、前記手動スイッチがオフされた後、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータのすべてが停止した場合である給電停止条件成立時にのみ、前記コイルへのオン指令信号を遮断し前記スイッチ本体を遮断して、前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断することを特徴とするモータ制御システム。

【請求項3】

請求項２に記載のモータ制御システムにおいて、
前記コントローラ給電リレーは、通電状態に応じて前記スイッチ本体の断接を切り換えるコイルを含み、
前記コントローラの入力信号端子は、前記手動スイッチと前記整流素子のアノード側との間に接続され、
前記コントローラの出力信号端子は、前記整流素子のカソード側と前記コイルとの間に接続されることを特徴とするモータ制御システム。

【請求項4】

それぞれ電動モータである走行モータ及び補助モータと、
前記走行モータ及び前記補助モータを制御するとともに、前記走行モータ及び前記補助モータから駆動状態を表す信号が入力されるコントローラと、
ユーザの手動操作に応じてオンまたはオフされ、オンまたはオフを表す信号を前記コントローラへ出力する手動スイッチと、
蓄電部と前記コントローラとの間に接続されるコントローラ給電切換部であって、前記コントローラからオン指令信号が入力されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへ給電し、前記手動スイッチがオフされ、かつ、前記コントローラからのオン指令信号の入力が遮断されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断するコントローラ給電切換部とを備え、
前記コントローラは、
前記手動スイッチがオフされている場合において、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータの少なくとも１つの回転中では、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を維持し、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータのすべてが停止されている場合には、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を遮断するモータ制御システムであって、
前記コントローラ給電切換部は、前記蓄電部と前記コントローラとの間に接続され、制御回路が内蔵されたＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記手動スイッチは、前記蓄電部と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に接続され、オンまたはオフを表す信号を前記コントローラの入力信号端子へ出力し、
さらに、制御回路端子及び前記コントローラの出力信号端子の接続部と前記手動スイッチとの間に接続される第１整流素子と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧端子及び前記コントローラの入力電圧端子の接続部と前記手動スイッチ及び前記コントローラの入力信号端子の接続部との間に直列接続される第２整流素子及び抵抗とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記手動スイッチがオフからオンに切り換えられたときに前記制御回路端子に通電されることで起動され、前記制御回路のオンオフ信号を発生して前記コントローラに前記蓄電部の電圧変換後の電力を供給し、
前記コントローラは、前記蓄電部の電圧変換後の電圧が入力されることで前記出力信号端子からオン指令信号を出力し前記制御回路のオンオフ信号を保持し、前記手動スイッチがオンからオフに切り換えられたときに前記抵抗を経由した信号を検出し、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータのすべてが停止した場合である給電停止条件成立時にのみ、前記出力信号端子からのオン指令信号を遮断し前記制御回路のオンオフ信号の保持を解除して、前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断することを特徴とするモータ制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、それぞれ電動モータである走行モータ及び補助モータと、コントローラとを備えるモータ制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

芝刈り作業を行うために駆動される作業機である芝刈り機を備える芝刈車両が、従来から知られている。このような芝刈車両において、主駆動輪である左右車輪をそれぞれ別のまたは共通の電動モータである走行モータにより駆動し、芝刈り機を電動モータであり補助モータである芝刈り機モータにより駆動することも考えられている。

【0003】

特許文献１には、左右車輪を共通で駆動する電動モータである走行モータと、操向輪と、芝刈り機モータとを備える芝刈車両が記載されている。この芝刈車両は、走行モータに接続される駆動コントローラと、芝刈り機モータ及び駆動コントローラに接続される芝刈りコントローラとを備える。駆動コントローラは、コンピュータで実行可能な指示を記憶し、その指示は、バッテリ電圧が特定の最小電圧に達したときに、芝刈り機モータへの電力供給を停止させ、かつ、車速を低下させる等の処理を行うことである。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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／００６９９６４号Ａ１明細書

【特許文献2】米国特許第５５０２９５７号明細書

【特許文献3】米国特許第８０５５３９９号Ｂ２明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２００９／００６５２７３号Ａ１明細書

【特許文献5】米国特許出願公開第２００９／０２０１６５０号Ａ１明細書

【特許文献6】米国特許出願公開第２００５／０１２６１４５号Ａ１明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

駆動輪を駆動する走行モータと、作業機等を駆動する補助モータとを備えるモータ駆動車両では、コントローラにより走行モータ及び補助モータを制御する場合がある。また、コントローラは、蓄電部であるバッテリから給電される。この場合、運転者が操作する手動スイッチであるキースイッチのオンオフに応じてバッテリからコントローラへの給電と給電遮断とが切り換えられる場合がある。ただし、車両やモータで駆動される装置の運転中に運転者が誤ってキースイッチをオフする可能性がある。この場合にコントローラがすぐにオフされると、少なくとも１つのモータの回転中にこのモータが制御されないのでモータまたはモータに接続されるインバータ等の部品に耐久性上好ましくない状況が生じる可能性がある。特許文献１から特許文献６には、このような不都合を解消できる手段は開示されていない。

【0006】

本発明の目的は、モータ制御システムにおいて、走行モータ及び補助モータの少なくとも１つの回転中に手動スイッチがオフされた場合でも部品の耐久性上好ましくない状況の発生を防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のモータ制御システムは、電動モータであり車輪を駆動する走行モータと、電動モータであり作業機を駆動する補助モータである作業機駆動モータと、前記走行モータ及び前記作業機駆動モータを制御するとともに、前記走行モータ及び前記作業機駆動モータから駆動状態を表す信号が入力されるコントローラと、ユーザの手動操作に応じてオンまたはオフされ、オンまたはオフを表す信号を前記コントローラへ出力する手動スイッチと、蓄電部と前記コントローラとの間に接続されるコントローラ給電切換部であって、前記コントローラからオン指令信号が入力されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへ給電し、前記手動スイッチがオフされ、かつ、前記コントローラからのオン指令信号の入力が遮断されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断するコントローラ給電切換部とを備える作業機付車両のモータ制御システムであって、前記コントローラは、前記手動スイッチがオフされている場合において、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記作業機駆動モータの少なくとも１つの回転中では、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を維持し、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記作業機駆動モータのすべてが停止されている場合には、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を遮断することを特徴とする。また、本発明のモータ制御システムは、それぞれ電動モータである走行モータ及び補助モータと、前記走行モータ及び前記補助モータを制御するとともに、前記走行モータ及び前記補助モータから駆動状態を表す信号が入力されるコントローラと、ユーザの手動操作に応じてオンまたはオフされ、オンまたはオフを表す信号を前記コントローラへ出力する手動スイッチと、蓄電部と前記コントローラとの間に接続されるコントローラ給電切換部であって、前記コントローラからオン指令信号が入力されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへ給電し、前記手動スイッチがオフされ、かつ、前記コントローラからのオン指令信号の入力が遮断されている場合に前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断するコントローラ給電切換部とを備え、前記コントローラは、前記手動スイッチがオフされている場合において、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータの少なくとも１つの回転中では、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を維持し、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータのすべてが停止されている場合には、前記コントローラ給電切換部へのオン指令信号を遮断するモータ制御システムであって、前記コントローラ給電切換部は、前記蓄電部と前記コントローラとの間に接続され、制御回路が内蔵されたＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記手動スイッチは、前記蓄電部と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に接続され、オンまたはオフを表す信号を前記コントローラの入力信号端子へ出力し、さらに、制御回路端子及び前記コントローラの出力信号端子の接続部と前記手動スイッチとの間に接続される第１整流素子と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧端子及び前記コントローラの入力電圧端子の接続部と前記手動スイッチ及び前記コントローラの入力信号端子の接続部との間に直列接続される第２整流素子及び抵抗とを備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記手動スイッチがオフからオンに切り換えられたときに前記制御回路端子に通電されることで起動され、前記制御回路のオンオフ信号を発生して前記コントローラに前記蓄電部の電圧変換後の電力を供給し、前記コントローラは、前記蓄電部の電圧変換後の電圧が入力されることで前記出力信号端子からオン指令信号を出力し前記制御回路のオンオフ信号を保持し、前記手動スイッチがオンからオフに切り換えられたときに前記抵抗を経由した信号を検出し、前記コントローラが制御する前記走行モータ及び前記補助モータのすべてが停止した場合である給電停止条件成立時にのみ、前記出力信号端子からのオン指令信号を遮断し前記制御回路のオンオフ信号の保持を解除して、前記蓄電部から前記コントローラへの給電を遮断することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明のモータ制御システムによれば、手動スイッチがオフされている場合でも、コントローラが制御する走行モータ及び補助モータの少なくとも１つの回転中では、蓄電部からコントローラへの給電が維持されるので、走行モータ及び補助モータの少なくとも１つの回転中に手動スイッチがオフされた場合でも部品の耐久性上好ましくない状況の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態のモータ制御システムの概略構成を示す回路図である。

【図2】図１の概略構成でＥＣＵで取得されるスイッチ入力状態（ＴＩ）及びモータ作動状態（ＭＳ）とＥＣＵ給電切換部に対する出力状態（ＴＯ）との関係を示す図である。

【図3】図１のモータ制御システムの具体構成を示す回路図である。

【図4】図２のモータ制御システムによりＥＣＵのオン及びオフを制御する方法を説明するためのフローチャート図である。

【図5】本発明の第２実施形態のモータ制御システムを示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［第１実施形態］
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。以下では、モータ制御システムを搭載するモータ駆動車両が、補助モータで駆動され対地作業を行う作業機である芝刈り機を有する芝刈車両の場合を説明するが、これは例示であって、モータ駆動車両として電動モータで駆動される車輪を有するものであれば、補助モータで駆動される耕うん機、掘削機等の他の作業機を有する対地作業車両や、清掃機等の別の装置を有する車両としてもよい。補助モータは、コントローラで制御される走行モータとは別のモータとしてもよい。なお、以下ではすべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。

【0011】

図１から図４は、本発明の第１実施形態を示す図である。図１は、モータ制御システム１２の概略構成を示す回路図である。まず、この概略構成から説明し、その後、具体構成を説明する。図１に示すように、モータ制御システム１２は、モータ駆動車両である芝刈車両１０に搭載される。芝刈車両１０は、エンジン非搭載型の乗用型対地作業車両であって、車体を構成する図示しないメインフレームの前側に支持された図示しない左右２つのキャスタ輪と、メインフレームの後側に支持された左右２つの車輪１３と、左右２つの走行モータ１４と、作業機である芝刈り機１６を構成する芝刈り機本体１７と、図示しない左右２つの操作レバーとを備える。

【0012】

なお、図１では、車輪１３及び走行モータ１４を１つずつのみ示しているが、これは代表して車両の左側の車輪１３及び走行モータ１４を示したもので、実際は車両の右側にも対応する車輪及び走行モータがある。各キャスタ輪は、上下方向の軸を中心とする３６０度以上の回転を可能に設けられる。左右の車輪１３は、それぞれ対応する側に設けられた後述する左右の電動モータである走行モータ１４により駆動される。

【0013】

芝刈車両１０は、左右の走行モータ１４が駆動されることで、前進及び後進のいずれかの方向に走行可能であり、左右の走行モータ１４の回転速度差を発生させることで旋回走行が可能となる。左右の操作レバーは、旋回指示具及び加速指示具の両方の機能を有するもので、メインフレーム上の運転席の左右両側に分かれて設けられる。各操作レバーは車両の左右方向に向く水平軸を中心に前後に揺動可能に設けられる。各操作レバーの揺動方向及び揺動角度は、図示しない左右のレバーセンサにより検出し、その検出信号が後述するコントローラであるＥＣＵに送信される。

【0014】

なお、芝刈車両において、ステアリングハンドルであるステアリング操作子を旋回指示具として使用し、アクセルペダルを加速指示具として使用してもよい。この場合、ステアリング操作子の操作方向及び操作量をステアリングセンサにより検出し、アクセルペダルの操作量をアクセルセンサにより検出し、それぞれの検出信号をＥＣＵに送信する。

【0015】

また、左右車輪１３を前輪として、キャスタ輪を後輪としてもよい。また、キャスタ輪は１つのみとしてもよい。また、車輪１３と走行モータ１４との間に減速機構を設けてもよい。

【0016】

芝刈り機本体１７は、モアと呼ばれるもので、モアデッキ２２内に上下方向の回転軸２４を中心として回転可能に支持された複数の芝刈りブレード２６を含み、芝刈りブレード２６の回転で芝を刈り取り可能とする。芝刈りブレード２６は、後述する補助モータであるデッキモータ２８により駆動される。

【0017】

なお、芝刈り機１６の芝刈用回転工具として、芝刈り用ブレード型以外に、地表に平行に回転軸を有するシリンダに例えばらせん状の刃を配置し、芝等を挟み取って刈り取る機能を有し、デッキモータにより駆動される芝刈用リール型も使用できる。

【0018】

モータ制御システム１２は、このような芝刈車両１０に搭載されている。モータ制御システム１２は、左右の走行モータ１４及び複数のデッキモータ２８と、バッテリ１８と、手動スイッチ２９と、上位コントローラでありメインコントローラであるＥＣＵ２０と、それぞれ下位コントローラである走行モータコントローラ３２及びデッキモータコントローラ３４と、第１回転角度センサ３８と、第２回転角度センサ４０と、コントローラ給電切換部であるＥＣＵ給電切換部３５とを備える。

【0019】

走行モータ１４は、例えば３相の同期モータまたは誘導モータの電動モータである。デッキモータ２８は、電動モータである補助モータであり、芝刈りブレード２６に対応して１つまたは複数個がモアデッキ２２上側に設けられる。デッキモータ２８の出力軸が芝刈りブレード２６の回転軸２４に連結され、デッキモータ２８の回転により芝刈りブレード２６を回転する。デッキモータ２８と芝刈り機本体１７とにより芝刈り機１６が構成される。このため、デッキモータ２８により芝刈り機１６が駆動される。

【0020】

バッテリ１８は、直流電源であり、各走行モータ１４及び各デッキモータ２８に接続され、それぞれに電力を供給する。バッテリ１８は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等を採用でき、例えば４８Ｖ等の電圧を有する。バッテリ１８は、外部の商用交流電源から充電器を介して充電可能としてもよい。

【0021】

なお、芝刈車両１０は、エンジン及び発電機を備えていわゆるハイブリッド式としてもよい。この場合、エンジンの動力を用いて発電機を発電させ、発電させた電力をバッテリ１８に供給可能とする。また、バッテリ１８の代わりにキャパシタ等の他の蓄電部を用いてもよい。

【0022】

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含むもので、左右の走行モータ１４にそれぞれ対応する２つの走行モータコントローラ３２と、デッキモータコントローラ３４とに接続されている。図１では、走行モータコントローラ３２及びデッキモータコントローラ３４は、１つずつのみ図示しているが、走行モータ１４及びデッキモータ２８の数に応じてそれぞれ設けられる。ＥＣＵ２０は、左右の操作レバー（またはステアリング操作子及びアクセルペダル）の操作量及び操作方向に応じて左右の走行モータ１４の目標回転数を算出し、各走行モータコントローラ３２へ対応する目標回転数を表す信号を出力する。各走行モータコントローラ３２は、ドライバである図示しない走行インバータと走行インバータを制御する図示しない走行制御回路とを有する。走行制御回路は目標回転数に応じて対応する走行モータ１４を駆動するように走行インバータを制御する。

【0023】

このように左右の操作レバーの一方または両方を揺動させると、ＥＣＵ２０は、揺動方向に応じた回転方向及び直立位置からの揺動角度に応じた回転速度で、対応する走行モータ１４を回転させるように走行モータ１４を制御する。

【0024】

なお、ステアリング操作子を旋回指示具として使用し、アクセルペダルを加速指示具として使用する場合、ＥＣＵ２０は、ステアリング操作子の操舵方向に応じた方向に車両を旋回させ、アクセルペダルの操作量に応じた速度で車両を加速させるように各走行モータ１４を制御する。

【0025】

また、ＥＣＵ２０は、図示しないデッキスイッチからオンオフ状態を表す信号を受け取って、この信号に応じてデッキモータコントローラ３４へデッキモータ２８の駆動または駆動停止を表す信号を送信する。デッキモータコントローラ３４は、ドライバである図示しないデッキインバータとデッキインバータを制御する図示しないデッキ制御回路とを有する。デッキ制御回路は予め設定された目標回転数に応じて対応するデッキモータ２８を駆動するようにデッキインバータを制御する。なお、本願明細書で「回転速度」には、一般的な回転速度の意味と、毎分等の単位時間当たりの回転数との両方の意味が含まれる。

【0026】

第１回転角度センサ３８は、各走行モータ１４にそれぞれ取り付けられ、対応する走行モータ１４の回転角度を検出する。この回転角度の検出信号は、走行モータ１４の駆動状態を表す信号として、ＥＣＵ２０に直接に、または対応する走行モータコントローラ３２を介して入力される。

【0027】

第２回転角度センサ４０は、各デッキモータ２８にそれぞれ取り付けられ、対応するデッキモータ２８の回転角度を検出する。この回転角度の検出信号も、デッキモータ２８の駆動状態を表す信号として、ＥＣＵ２０に直接に、または対応するデッキモータコントローラ３４を介して入力される。

【0028】

ＥＣＵ２０は、入力された回転角度の検出信号から、各走行モータ１４の回転速度と各デッキモータ２８の回転速度とをそれぞれ算出する。第１回転角度センサ３８及び第２回転角度センサ４０は、レゾルバ等により構成される。なお、回転角度センサの代わりに対応するモータの回転速度を検出する回転速度センサをモータに取り付けて、回転速度の検出信号をＥＣＵ２０に、走行モータ１４またはデッキモータ２８の駆動状態を表す信号として入力してもよい。

【0029】

手動スイッチ２９は、後述する図３、図５に示すキースイッチ３０に対応するもので、運転席上のユーザである運転者の操作可能な位置に設けられている。手動スイッチ２９は、運転者の操作に応じてオンまたはオフされ、オンまたはオフを表す信号をＥＣＵの入力信号端子ＴＩへ出力する。手動スイッチ２９はユーザの操作に応じてオンまたはオフされるものであれば、キースイッチに限定せず種々の構成を採用できる。

【0030】

ＥＣＵ給電切換部３５は、バッテリ１８とＥＣＵ２０との間に接続される。ＥＣＵ給電切換部３５は、後述する図３、図５に示すＥＣＵ給電リレー３６または制御回路内蔵のＤＣ／ＤＣコンバータ６０に対応する。ＥＣＵ給電切換部３５は、手動スイッチ２９がオンされている場合にバッテリ１８からＥＣＵ２０へ給電する、すなわち電力を供給する。また、ＥＣＵ給電切換部３５は、ＥＣＵ２０の出力信号端子ＴＯからオン指令信号Ｓｉが入力されている場合にバッテリ１８からＥＣＵ２０へ給電する。一方、ＥＣＵ給電切換部３５は、手動スイッチ２９がオフされ、かつ、ＥＣＵ２０の出力信号端子ＴＯからのオン指令信号Ｓｉの入力が遮断されている場合にはバッテリ１８からＥＣＵ２０への給電を遮断する。

【0031】

ＥＣＵ２０は、手動スイッチ２９がオフされ、かつ、ＥＣＵ２０が制御する走行モータ１４及びデッキモータ２８の少なくとも１つの回転中では、ＥＣＵ給電切換部３５へのオン指令信号Ｓｉの出力を維持する。一方、ＥＣＵ２０は、手動スイッチ２９がオフされ、かつ、ＥＣＵ２０が制御する走行モータ１４及びデッキモータ２８のすべてが停止されている場合には、ＥＣＵ給電切換部３５へのオン指令信号Ｓｉの出力を遮断する。このようなモータ１４，２８の回転状態は、回転角度センサ３８，４０から取得した回転角度等に基づく回転速度から判定する。

【0032】

このようなＥＣＵ２０の制御方法を含めた制御方法を、図２により説明する。図２は、図１の概略構成でＥＣＵ２０で取得されるスイッチ入力状態（ＴＩ）及びモータ作動状態（ＭＳ）とＥＣＵ給電切換部３５に対する出力状態（ＴＯ）との関係を示す図である。以下、図１に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。スイッチ入力状態（ＴＩ）は、手動スイッチ２９のオンオフ状態を示している。モータ作動状態（ＭＳ）は、モータ１４，２８の回転状態を示しており、ＯＮは、走行モータ１４及びデッキモータ２８の少なくとも１つが回転中であることを、ＯＦＦは、走行モータ１４及びデッキモータ２８のすべてが回転停止されていることを示している。また、出力状態（ＴＯ）は、ＥＣＵ２０からＥＣＵ給電切換部３５へのオン指令信号Ｓｉの出力の有無を示しており、ＯＮは、ＥＣＵ２０からＥＣＵ給電切換部３５へのオン指令信号Ｓｉの出力があることを、ＯＦＦは、ＥＣＵ２０からＥＣＵ給電切換部３５へのオン指令信号Ｓｉの出力がないことを示している。

【0033】

ＥＣＵ２０は、図２に示した関係から、取得されるスイッチ入力状態（ＴＩ）及びモータ作動状態（ＭＳ）に対応するＥＣＵ給電切換部３５に対する出力状態（ＴＯ）を決定する。このため、スイッチ入力状態（ＴＩ）がＯＦＦ、すなわち手動スイッチ２９がオフで、かつ、モータ作動状態（ＭＳ）がＯＦＦ、すなわち走行モータ１４及びデッキモータ２８のすべてが停止されている場合でのみＥＣＵ給電切換部３５へのオン指令信号Ｓｉの出力を遮断する。オン指令信号Ｓｉの遮断では、ＥＣＵ給電切換部３５が、手動スイッチ２９のオフを条件にバッテリ１８からＥＣＵ２０への給電を停止する。一方、手動スイッチ２９がオフで、かつ、走行モータ１４及びデッキモータ２８のすべてが停止されている場合以外の場合には、オン指令信号Ｓｉの出力が維持されるので、ＥＣＵ給電切換部３５は、手動スイッチ２９がオフされている場合でも、バッテリ１８からＥＣＵ２０へ給電する。ＥＣＵ給電切換部３５は、上記の構成を有するものであれば、後述するＥＣＵ給電リレー３６や制御回路内蔵のＤＣ／ＤＣコンバータ６０に限定せず、種々の構成を採用できる。ＥＣＵ２０は、図２に示した関係をマップとして持つこともできる。

【0034】

次に、図３は、図１のモータ制御システムの具体構成を示す回路図である。図３では手動スイッチ２９としてキースイッチ３０を使用し、ＥＣＵ給電切換部３５としてＥＣＵ給電リレー（ECU Power Relay）３６を使用している。

【0035】

キースイッチ３０は、操作部が操作される、すなわちキーが操作部に差し込まれて回転されることでオンとオフとを切り換える。キースイッチ３０は、バッテリ１８とＥＣＵ２０との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介して接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、バッテリ１８の電圧を降圧してキースイッチ３０側に出力する。例えばバッテリ１８の電圧が４８Ｖの場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は１２Ｖに降圧してキースイッチ３０側に出力する。なお、バッテリ１８の電圧とＥＣＵ２０の電圧とを同じとする等によりＤＣ／ＤＣコンバータ４２を省略することもできる。また、ヒューズ４４が、バッテリ１８の正極側とＤＣ／ＤＣコンバータ４２の入力の正極側との間に接続されている。

【0036】

ＥＣＵ給電リレー３６は、バッテリ１８とＥＣＵ２０との間に、キースイッチ３０と並列に接続されたスイッチ本体４６と、通電状態に応じてスイッチ本体４６の断接を切り換えるコイル４８とを含む。整流素子であるダイオード５０が、キースイッチ３０とＥＣＵ給電リレー３６のコイル４８との間に接続される。また、ＥＣＵ２０の入力信号端子ＴＩは、キースイッチ３０とダイオード５０のアノードＡ側との間に接続される。ＥＣＵ２０の出力信号端子ＴＯは、ＥＣＵ２０への逆流防止用のダイオード５１を介して、ダイオード５０のカソードＫ側とコイル４８との間に接続される。ＥＣＵ給電リレー３６は、キースイッチ３０がオンされたときに、バッテリ１８からダイオード５０を介してコイル４８に通電されることでスイッチ本体４６の接続を維持する。そして、バッテリ１８からＥＣＵ２０へスイッチ本体４６を介して給電する。また、キースイッチ３０は、オンされたときに同時にバッテリ１８の電圧信号をキースイッチ３０のオンを表すキーＯＮ信号として、ＥＣＵ２０の入力信号端子ＴＩへ出力する。

【0037】

ＥＣＵ２０は、キースイッチ３０がオフからオンに切り換えられて、入力信号端子ＴＩへのキーＯＮ信号の入力によりキースイッチ３０がオフからオンに切り換えられたと判定して、出力信号端子ＴＯからオン指令信号の送信としてＥＣＵ給電リレー３６のコイル４８に通電する。この構成により、ＥＣＵ給電リレー３６のスイッチ本体４６の接続を維持し、通電状態を保持する。これによってＥＣＵ２０に対する電源接続が自己保持される。

【0038】

一方、キースイッチ３０がオンからオフに切り換えられた後、ＥＣＵ２０が制御する走行モータ１４及びデッキモータ２８のすべてが停止した場合である、「給電停止条件」成立時にのみ、出力信号端子ＴＯからコイル４８へ出力されるオン指令信号としての通電を遮断する、すなわち０とする。これにより、コイル４８の通電を遮断してスイッチ本体４６を遮断する。そして、バッテリ１８からＥＣＵ２０への給電を遮断し、ＥＣＵ２０に対する電源接続を遮断する。ダイオード５０により、ＥＣＵ２０からＥＣＵ給電リレー３６に送信される信号はキースイッチ３０側には送信されない。

【0039】

図４は、図２に示される制御システムによりＥＣＵ２０のオン及びオフを制御する方法を説明するためのフローチャート図である。ステップＳ１０（以下、ステップＳは単にＳという。）において、キースイッチ３０がオフされている場合に、Ｓ１２でキースイッチ３０がオフからオンに切り換えられたときには、Ｓ１４でＥＣＵ給電リレー３６のコイル４８に通電されることでスイッチ本体４６をオフからオンに切り換える。この場合、Ｓ１６でＥＣＵ２０は給電されてオンされ、出力信号端子ＴＯからコイル４８に信号を送信する。そして、ＥＣＵ給電リレー３６のスイッチ本体４６の接続を維持する。

【0040】

一方、Ｓ１０でキースイッチ３０がオンされている場合に、Ｓ１８でキースイッチ３０がオンからオフに切り換えられたときには、バッテリ１８からキースイッチ３０を介してのＥＣＵ２０への電力供給は遮断されるが、バッテリ１８とＥＣＵ２０とはＥＣＵ給電リレー３６を介して接続されたままである。そして、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０でＥＣＵ２０に接続されたすべての走行モータ１４及びデッキモータ２８が回転停止したか否かを判定し、回転停止したと判定すると、Ｓ２２でＥＣＵ給電リレー３６をオンからオフへ切り換える。このため、Ｓ２４でＥＣＵ２０への電力供給が遮断され、ＥＣＵ２０がオフされる。ＥＣＵ２０はこのような制御方法を予め記憶したプログラムで実行することもできる。

【0041】

なお、上記では、ＥＣＵ２０が走行モータコントローラ３２及びデッキモータコントローラ３４と分離して設けられている場合を説明したが、ＥＣＵ２０と各モータコントローラ３２，３４の少なくとも一部とを統合して、ＥＣＵ２０にモータコントローラ３２，３４の一部または全部の機能を持たせることもできる。

【0042】

このようなモータ制御システム１２によれば、キースイッチ３０がオフされている場合でも、ＥＣＵ２０が制御する走行モータ１４及びデッキモータ２８の少なくとも１つの回転中では、給電停止条件が成立せず、バッテリ１８からＥＣＵ２０への給電が維持される。このため、走行モータ１４及びデッキモータ２８の少なくとも１つの回転中にキースイッチ３０が誤ってオフされた場合でも部品の耐久性上好ましくない状況の発生を防止できる。

【0043】

また、キースイッチ３０とＥＣＵ給電リレー３６との間にダイオード５０が接続され、ダイオード５０のアノードＡ側がＥＣＵ２０の入力信号端子ＴＩに接続され、カソードＫ側がＥＣＵ２０の出力信号端子ＴＯに接続されている。このため、本実施形態の効果を達成するためにバッテリ１８とＥＣＵ２０との間にＥＣＵ給電リレー３６とは別のリレーを接続し、このリレーにＥＣＵ２０の出力信号端子ＴＯからオン指令信号を出力する構成を採用する必要がない。したがって、部品点数の削減によりコスト低減を図れる。

【0044】

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態のモータ制御システムを示す回路図である。本実施形態の場合も、概略構成は、上記の第１実施形態の図１、図２の場合と同様である。特に、本実施形態では、図１に示したＥＣＵ給電切換部３５として制御回路内蔵のＤＣ／ＤＣコンバータ６０を使用している。モータ制御システム１２は、バッテリ１８と、ＥＣＵ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、図１の手動スイッチ２９に対応するキースイッチ３０と、第１整流素子である第１ダイオード６２と、第２整流素子である第２ダイオード６４と、抵抗６６とを備える。

【0045】

ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、バッテリ１８とＥＣＵ２０との間に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、内蔵された図示しないオンオフ制御回路がオンされている場合に、上記の図３に示したＤＣ／ＤＣコンバータ４２と同様にバッテリ１８の電圧を所望電圧に降圧してＥＣＵ２０に供給する機能を有する。オンオフ制御回路は、制御回路端子ＴＣに電圧信号であるオン指令信号Ｓｉが入力された状態で、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０に設けられた図示しないスイッチング素子のオンオフ時間を適切に制御して、バッテリ１８の電圧を所望電圧に降圧する。制御回路端子ＴＣへのオン指令信号Ｓｉが遮断されると内蔵されたスイッチング素子がオフのままとなる。

【0046】

また、キースイッチ３０は、バッテリ１８とＤＣ／ＤＣコンバータ６０との間に接続され、オンまたはオフを表す信号をＥＣＵ２０の入力信号端子ＴＩへ出力する。また、第１ダイオード６２は、制御回路端子ＴＣ及びＥＣＵ２０の出力信号端子ＴＯの接続部Ｐ１とキースイッチ３０の一端との間に接続されている。また、第２ダイオード６４及び抵抗６６は、互いに直列に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電圧端子ＶＯ及びＥＣＵ２０の入力電圧端子ＶＩの接続部Ｐ２と、キースイッチ３０の一端及びＥＣＵ２０の入力信号端子ＴＩの接続部Ｐ３との間に接続されている。

【0047】

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、キースイッチ３０がオフからオンに切り換えられたときに制御回路端子ＴＣが第１ダイオード６２及びキースイッチ３０を介して接地され通電されることで起動される。そして、この起動により、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、オンオフ制御回路のスイッチング素子をオンオフするためのオンオフ信号を発生して、ＥＣＵ２０に、バッテリ１８から入力される入力電圧の電圧変換後、すなわち降圧後の電力を供給する。

【0048】

ＥＣＵ２０は、バッテリ１８の降圧後の電圧が入力されることで出力信号端子ＴＯからオン指令信号Ｓｉを出力しオンオフ制御回路のオンオフ信号を保持する。この構成により、ＥＣＵ２０に対する電源接続が自己保持される。この状態で入力信号端子ＴＩはキースイッチ３０を介して接地されるので入力信号が０となる。

【0049】

また、ＥＣＵ２０は、キースイッチ３０がオンからオフに切り換えられたときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０及びＥＣＵ２０間の電圧が抵抗６６で降圧され、その電圧が信号として入力信号端子ＴＩに入力される。このため、ＥＣＵ２０は、抵抗６６を経由した信号を検出する。この場合、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２０が制御する走行モータ１４及びデッキモータ２８のすべてが停止した場合である「給電停止条件」成立時にのみ、出力信号端子ＴＯからのオン指令信号Ｓｉを遮断しオンオフ制御回路のオンオフ信号の保持を解除して、バッテリ１８からＥＣＵ２０への給電を遮断する。

【0050】

上記の構成の場合も、第１実施形態と同様に、キースイッチ３０がオフされている場合でも、ＥＣＵ２０が制御する走行モータ１４及びデッキモータ２８の少なくとも１つの回転中では、給電停止条件が成立せず、バッテリ１８からＥＣＵ２０への給電が維持される。このため、走行モータ１４及びデッキモータ２８の少なくとも１つの回転中にキースイッチ３０が誤ってオフされた場合でも部品の耐久性上好ましくない状況の発生を防止できる。

【0051】

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が電源接続に対する自己保持の機能を持つので、図３に示した第１実施形態のＥＣＵ給電リレー３６のような、ＥＣＵ２０に対する電源接続の自己保持機能を持たせるリレーを省略できる。このため、部品点数の削減によりさらなるコスト低減を図れる。その他の構成及び作用は上記の第１実施形態と同様である。

【符号の説明】

【0052】

１０ 芝刈車両、１２ モータ制御システム、１３ 車輪、１４ 走行モータ、１６ 芝刈り機、１７ 芝刈り機本体、１８ バッテリ、２０ ＥＣＵ、２２ モアデッキ、２４ 回転軸、２６ 芝刈りブレード、２８ デッキモータ、２９ 手動スイッチ、３０ キースイッチ、３２ 走行モータコントローラ、３４ デッキモータコントローラ、３５ ＥＣＵ給電切換部、３６ ＥＣＵ給電リレー、３８ 第１回転角度センサ、４０ 第２回転角度センサ、４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ ヒューズ、４６ スイッチ本体、４８ コイル、５０，５１ ダイオード、６０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６２ 第１ダイオード、６４ 第２ダイオード、６６ 抵抗。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】