特許 6789834 電動作業機

(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】6789834

(24)【登録日】2020年11月6日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】電動作業機

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20201116BHJP

   H02P 29/02 20160101ALI20201116BHJP

   A01G 3/08 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 C

   H02P29/02

   A01G3/08 503C

【請求項の数】7

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-13218(P2017-13218)

(22)【出願日】2017年1月27日

(65)【公開番号】特開2018-27611(P2018-27611A)

(43)【公開日】2018年2月22日

【審査請求日】2019年10月10日

(31)【優先権主張番号】特願2016-158028(P2016-158028)

(32)【優先日】2016年8月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】薮口 教定

(72)【発明者】

【氏名】竹田 幸市

(72)【発明者】

【氏名】西村 真澄

(72)【発明者】

【氏名】野尻 裕士

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０１３３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０９３８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７４８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１２９３５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２８５８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１８２１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２６９９６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ５／００

Ｈ０２Ｐ４／００

Ｈ０２Ｐ２５／０８−２５／０９８

Ｈ０２Ｐ２９／００−２９／６８

Ｈ０２Ｐ３１／００

Ｈ０２Ｈ７／０８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータの駆動速度を設定する速度設定部と、
前記モータの負荷状態を検出する負荷検出部と、
前記駆動速度に応じて前記モータを駆動制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、
前記モータの駆動時に前記負荷検出部にて検出される負荷状態から前記モータの発熱量を推定し、その推定値が所定の閾値に達すると前記モータの過負荷運転を検知するよう構成されると共に、
前記負荷状態から前記モータの発熱量を推定するのに用いるパラメータ及び前記閾値の少なくとも一方を、前記駆動速度に応じて、前記駆動速度が低いほど前記推定値が前記閾値に達し易くなるように設定する、よう構成され、
前記制御部は、前記モータの負荷が設定値以上であるときに、前記モータの負荷状態に応じて設定される加算値を用いて加熱カウンタを順次カウントアップし、該加熱カウンタのカウント値を前記推定値とすると共に、
前記駆動速度が低いほど大きい値となるように、前記パラメータである前記加算値を設定する、よう構成され、
前記制御部は、前記モータの負荷が前記設定値よりも低いときには、前記加熱カウンタのカウントを停止して、放熱カウンタを所定の加算値を用いて順次カウントアップし、該放熱カウンタのカウント値が所定の放熱判定値に達すると、前記加熱カウンタのカウント値をクリアするよう構成されている、電動作業機。

【請求項2】

モータと、
前記モータの駆動速度を設定する速度設定部と、
前記モータの負荷状態を検出する負荷検出部と、
前記駆動速度に応じて前記モータを駆動制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、
前記モータの駆動時に前記負荷検出部にて検出される負荷状態から前記モータの発熱量を推定し、その推定値が所定の閾値に達すると、前記モータの駆動を停止又は前記モータの回転を低減するよう構成されると共に、
前記負荷状態から前記モータの発熱量を推定するのに用いるパラメータ及び前記閾値の少なくとも一方を、前記駆動速度に応じて、前記駆動速度が低いほど前記推定値が前記閾値に達し易くなるように設定する、よう構成され、
前記制御部は、前記モータの負荷が設定値以上であるときに、前記モータの負荷状態に応じて設定される加算値を用いて加熱カウンタを順次カウントアップし、該加熱カウンタのカウント値を前記推定値とすると共に、
前記駆動速度が低いほど大きい値となるように、前記パラメータである前記加算値を設定する、よう構成され、
前記制御部は、前記モータの負荷が前記設定値よりも低いときには、前記加熱カウンタのカウントを停止して、放熱カウンタを所定の加算値を用いて順次カウントアップし、該放熱カウンタのカウント値が所定の放熱判定値に達すると、前記加熱カウンタのカウント値をクリアするよう構成されている、電動作業機。

【請求項3】

前記制御部は、前記駆動速度が高いほど大きい値となるように前記閾値を設定する、よう構成されている請求項１又は請求項２に記載の電動作業機。

【請求項4】

前記負荷検出部は、前記モータの負荷状態として、電源から前記モータへの通電経路に流れるモータ電流を検出するよう構成されており、
前記制御部は、前記モータの駆動速度に応じて前記モータへの通電電流をＰＷＭ制御すると共に、前記モータの発熱量の推定には、前記負荷検出部にて検出されたモータ電流を前記ＰＷＭ制御の駆動デューティ比で除算して得られる実電流を用いるように構成されている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動作業機。

【請求項5】

前記モータの回転軸には、冷却用のファンが設けられている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電動作業機。

【請求項6】

モータと、
前記モータの駆動速度を設定する速度設定部と、
前記モータの負荷状態を検出する負荷検出部と、
前記駆動速度に応じて前記モータを駆動制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、
前記モータの駆動時に前記負荷検出部にて検出される負荷状態から前記モータの発熱量を推定し、その推定値が所定の閾値に達すると前記モータの過負荷運転を検知するよう構成されると共に、
前記制御部は、前記モータの負荷が設定値以上であるときに、前記モータの負荷状態に応じて設定される加算値を用いて加熱カウンタを順次カウントアップし、該加熱カウンタのカウント値を前記推定値とすると共に、
前記駆動速度が低いほど大きい値となるように、前記加算値を設定する、よう構成され、
前記制御部は、前記モータの負荷が前記設定値よりも低いときには、前記加熱カウンタのカウントを停止して、放熱カウンタを所定の加算値を用いて順次カウントアップし、該放熱カウンタのカウント値が所定の放熱判定値に達すると、前記加熱カウンタのカウント値をクリアするよう構成されている、電動作業機。

【請求項7】

モータと、
前記モータの駆動速度を設定する速度設定部と、
前記モータの負荷状態を検出する負荷検出部と、
前記駆動速度に応じて前記モータを駆動制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、
前記モータの駆動時に前記負荷検出部にて検出される負荷状態から前記モータの発熱量を推定し、その推定値が所定の閾値に達すると、前記モータの駆動を停止又は前記モータの回転を低減するよう構成されると共に、
前記制御部は、前記モータの負荷が設定値以上であるときに、前記モータの負荷状態に応じて設定される加算値を用いて加熱カウンタを順次カウントアップし、該加熱カウンタのカウント値を前記推定値とすると共に、
前記駆動速度が低いほど大きい値となるように、前記加算値を設定する、よう構成され、
前記制御部は、前記モータの負荷が前記設定値よりも低いときには、前記加熱カウンタのカウントを停止して、放熱カウンタを所定の加算値を用いて順次カウントアップし、該放熱カウンタのカウント値が所定の放熱判定値に達すると、前記加熱カウンタのカウント値をクリアするよう構成されている、電動作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、動力源としてモータを備えた電動作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の電動作業機においては、モータの駆動時に流れる電流やモータへの通電時間に応じて、モータが発熱する。そして、この発熱量が大きくなると、モータの劣化を招く。
このため、モータに流れる電流とモータへの通電時間とから、モータの蓄熱量（換言すれば発熱量）を推定し、推定した発熱量が設定値に達すると、モータに流れる電流を低下させて、モータを保護することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−３５４８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記提案の装置では、モータに流れる電流を積算することで、モータの発熱量を推定していることから、推定した発熱量からモータの過負荷運転を正確に判定できないことがある。

【0005】

つまり、図２２に示すように、モータは、回転速度が高いときに比べ、回転速度が低いときの方が、温度上昇し易い。これは、高回転時には、自身の回転によって、低回転時よりも放熱し易いからである。

【0006】

このため、モータの発熱量を、モータへの通電電流と通電時間とで推定すると、モータの高回転時に、モータの温度が保護温度（図２２に示す温度閾値）に達していないにもかかわらず、モータの駆動が制限されて、所望の作業を実施できなくなることがある。

【0007】

本開示の一局面は、モータの発熱量を推定して、モータの過負荷運転を検知する電動作業機において、モータの回転速度の影響を受けることなく、過負荷運転を精度よく検知できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一局面の電動作業機においては、モータと、モータの駆動速度を設定する速度設定部と、モータの負荷状態を検出する負荷検出部と、速度設定部にて設定された駆動速度に応じてモータを駆動制御する制御部と、を備える。

【0009】

そして、制御部は、モータの駆動時に負荷検出部にて検出される負荷状態からモータの発熱量を推定して、その推定値（換言すれば発熱量相当値）が所定の閾値に達すると、モータの過負荷運転を検知する。

【0010】

また、制御部は、負荷状態からモータの発熱量を推定するのに用いるパラメータ及び閾値の少なくとも一方を、速度設定部にて設定される駆動速度に応じて、駆動速度が低いほど推定値が閾値に達し易くなるように設定する。

【0011】

これは、図２２に示したように、モータの駆動速度が低いほど、モータの温度が上昇し易いので、駆動速度が低いときには、モータの過負荷運転をより早く検知できるようにするためである。

【0012】

従って、本開示の電動作業機によれば、モータの発熱量を推定して、その推定値からモータの過負荷運転を検知することができるだけでなく、過負荷運転の検知精度を高めることができる。よって、過負荷運転検知後の保護対策（例えば、使用者への報知、モータの減速、停止等）を適正に実施することができる。

【0013】

一方、本開示の他の局面の電動作業機においては、上記一局面の電動作業機と同様、モータと、速度設定部と、負荷検出部と、制御部とを備える。
また、制御部は、速度設定部にてモータの駆動速度に応じてモータを駆動し、その駆動時には、負荷検出部にて検出される負荷状態からモータの発熱量を推定して、その推定値が所定の閾値に達すると、モータの駆動を停止するか又はモータの回転を低減する。

【0014】

そして、制御部は、上記一局面の電動作業機と同様、発熱量推定用のパラメータ及び閾値の少なくとも一方を、速度設定部にて設定される駆動速度に応じて、駆動速度が低いほど推定値が閾値に達し易くなるように設定する。

【0015】

従って、本開示の電動作業機によれば、上記一局面の電動作業機と同様の効果を得ることができると共に、発熱量の推定値が閾値に達するとモータの駆動を停止するか又はモータの回転を低減することで、モータを過負荷運転から保護することができる。

【0016】

ここで、上記各電動作業機において、制御部は、速度設定部にて設定される駆動速度が高いほど大きい値となるように閾値を設定するよう構成されていてもよい。
そして、このように閾値を設定するようにすれば、モータの駆動速度が低いほど、閾値が小さくなり、モータの駆動速度に影響されることなく、モータの過負荷運転を良好に検知して、モータを過負荷運転から保護することが可能となる。

【0017】

また、制御部は、モータの負荷が設定値以上であるときに、モータの負荷状態に応じて設定される加算値を用いて加熱カウンタを順次カウントアップし、この加熱カウンタのカウント値を発熱量の推定値（換言すれば発熱量相当値）とするように構成されていてもよい。

【0018】

この場合、制御部は、速度設定部にて設定される駆動速度が低いほど大きい値となるように、上述のパラメータである加算値を設定するように構成されていてもよい。
制御部をこのように構成すれば、モータの駆動速度が低いほど推定値が上昇し易くなり、推定値と閾値とを比較することで、モータの駆動速度に影響されることなく、モータの過負荷運転を検知して、モータを保護することが可能となる。

【0019】

またこの場合、制御部は、モータの負荷が設定値よりも低いときには、加熱カウンタのカウントを停止して、放熱カウンタを所定の加算値を用いて順次カウントアップし、放熱カウンタのカウント値が所定の放熱判定値に達すると、加熱カウンタのカウント値をクリアするよう構成されていてもよい。

【0020】

つまり、モータの発熱量を推定するのに加熱カウンタを用いる場合、加熱カウンタは、モータの負荷が設定値よりも低くなった時点でクリアするようにしてもよい。しかし、このようにすると、電動作業機の用途や使用環境等によって、モータの負荷変動が大きくなる場合には、加熱カウンタが頻繁にクリアされてしまい、モータの発熱量を良好に推定できなくなることが考えられる。

【0021】

これに対し、上記のように放熱カウンタをカウントアップすることで、モータの放熱状態を監視し、そのカウント値が放熱判定値に達したときに加熱カウンタをクリアするようにすれば、加熱カウンタにてモータの発熱量をより良好に推定できるようになる。

【0022】

次に、負荷検出部は、モータの負荷状態として、電源からモータへの通電経路に流れるモータ電流を検出するよう構成されていてもよく、制御部は、モータの駆動速度に応じてモータへの通電電流をＰＷＭ制御するよう構成されていてもよい。

【0023】

この場合、制御部において、モータの発熱量を推定する際には、負荷検出部にて検出されたモータ電流をＰＷＭ制御の駆動デューティ比で除算して得られる実電流を用いるようにしてもよい。

【0024】

つまり、モータ電流を検出する場合、電源からモータへの通電経路に電流検出用の抵抗を設けて、抵抗の両端電圧を検出するのが一般的である。
この場合、モータへの通電電流がＰＷＭ制御されているときには、ＰＷＭ信号のオン時にモータに流れる電流は検出できるものの、ＰＷＭ信号のオフ時にモータ内で巻線に流れる電流を検出できない。

【0025】

従って、負荷検出部にて検出されたモータ電流をそのまま使ってモータの発熱量を推定するようにすると、ＰＷＭ制御の駆動デューティ比により、推定誤差が生じることが考えられる。

【0026】

これに対し、上記のように、負荷検出部にて検出されたモータ電流をＰＷＭ制御の駆動デューティ比で除算するようにすれば、ＰＷＭ信号のオフ時にモータ巻線に流れる電流を含む実電流を検出できるようになる。

【0027】

よって、このように実電流を求めて、モータの発熱量を推定するようにすれば、モータの発熱量をより精度よく推定でき、延いては、モータの過負荷運転の検知精度を高めることができるようになる。

【0028】

次に、本開示の他の局面の電動作業機は、モータと、通電によりモータを駆動する駆動部と、モータの駆動速度を設定する速度設定部と、モータの負荷状態を検出する負荷検出部と、制御部とを備える。

【0029】

制御部は、駆動速度に応じた通電指令を駆動部に出力し、モータを駆動させ、その駆動時には、負荷検出部にて検出される負荷状態からモータの発熱量を推定し、その推定値が所定の閾値に達すると、モータの過負荷運転を検知する。

【0030】

また制御部は、負荷状態からモータの発熱量を推定するのに用いるパラメータ及び閾値の少なくとも一方を、駆動速度が低いほど推定値が閾値に達し易くなるように、駆動部への通電指令の出力に同期して切り替える。

【0031】

このようにしても、上記パラメータ又は閾値は、速度設定部にて設定されるモータの駆動速度に応じて設定されるので、上記一局面の電動作業機と同様、過負荷運転の検知精度を高め、過負荷運転検知後の保護対策を適正に実施することができる。

【0032】

なお、上記各局面の電動作業機において、モータの回転軸には、冷却用のファンが設けられていてもよい。この場合、ファンにより冷却用の風を発生させてモータを冷却することができるので、モータへの通電による発熱量を抑制できる。またこの場合、モータの回転が速いほど、モータが冷却され易くなるので、本開示の技術を適用することで、モータの発熱量（延いては、過負荷運転）をより精度よく検知できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】第１実施形態の草刈機の外観を表す斜視図である。

【図2】草刈機の前端部の内部構成を表す断面図である。

【図3】草刈機の電気的構成を表すブロック図である。

【図4】モータ制御系の構成を表すブロック図である。

【図5】制御部にて実行されるモータ駆動処理を表すフローチャートである。

【図6】制御部にて実行される過負荷保護処理を表すフローチャートである。

【図7】図６に示す過負荷保護処理の前半部分の詳細を表すフローチャートである。

【図8】図６に示す過負荷保護処理の後半部分の詳細を表すフローチャートである。

【図9】制御部にて実行される表示処理を表すフローチャートである。

【図10】モータ電流の変化と発熱量推定用のカウンタとの関係を従来技術と比較して表すタイムチャートである。

【図11】モータに流れる電流の経路を表す説明図である。

【図12】ＰＷＭ制御によって生じるモータ電流と検出電流との違いを説明する説明図である。

【図13】過負荷保護処理の一部変形例を表すフローチャートである。

【図14】モータ制御系の他の構成例を表すブロック図である。

【図15】第２実施形態のモータ制御系の構成を表すブロック図である。

【図16】カウンタＡ加算値設定処理を表すフローチャートである。

【図17】電流閾値及び加算値を第１実施形態と比較して表す説明図である。

【図18】モータ電流の変化と発熱量推定用のカウンタとの関係を第１実施形態と比較して表すタイムチャートである。

【図19】カウンタＡ加算値設定処理の変形例を表すフローチャートである。

【図20】カウンタＡクリア判定処理の変形例を表すフローチャートである。

【図21】図２０に示す変形例でのカウンタＡクリアタイミングを第１，第２実施形態と比較して表すタイムチャートである。

【図22】モータの回転速度と温度との関係を表すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下に本発明の実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、電動作業機として草刈機を例にとり説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態の草刈機１は、メインパイプ２と、制御ユニット３と、駆動ユニット４と、ハンドル７とを備えている。メインパイプ２は、長尺かつ中空の棒状に形成されている。メインパイプ２の後端側に制御ユニット３が設けられ、メインパイプ２の前端側に駆動ユニット４が設けられている。

【0035】

駆動ユニット４には、回転刃５が、着脱可能且つ回転可能に取り付けられている。回転刃５は、草や小径木などの刈り取り対象物を刈り取るためのものであり、図１に示すものは、いわゆるチップソーである。

【0036】

つまり、回転刃５は、金属製であって、円板状の形状をなし、外周全体に渡って鋸刃状の歯が形成されている。各歯の先端には、硬質のチップが取り付けられている。
メインパイプ２の前端側には、カバー６が設けられている。このカバー６は、回転刃５により刈り取られた草等が作業者側に飛んでくることを抑止するために設けられている。

【0037】

駆動ユニット４の内部には、図２に示すように、回転刃５を回転駆動させるための駆動源であるモータ２０が搭載されている。モータ２０の回転軸の先端には減速用のギヤ機構２２が設けられており、このギヤ機構２２の出力軸２４には、回転刃５が着脱可能に装着される。このため、モータ２０が回転すると、その回転がギヤ機構２２を介して出力軸２４に伝達され、出力軸２４は回転刃５と一体的に回転する。

【0038】

なお、本実施形態のモータ２０は、３相ブラシレスモータであり、モータ２０の後端側には、センサ基板２６が設けられている。このセンサ基板２６には、モータ２０の回転角を検出するための角度センサ２７（図３参照）が取り付けられている。

【0039】

角度センサ２７は、本実施形態ではホール素子を用いた既知のホールセンサである。そして、角度センサ２７から出力される検出信号は、制御ユニット３内の制御回路３０（図３参照）へ入力される。

【0040】

また、モータ２０の回転軸には、モータ２０の回転により冷却風を発生させて、モータ２０を冷却するためのファン２８が設けられている。なお、ファン２８は、モータ２０が対象物を刈り取る正方向に回転しているときに、メインパイプを介して外気を駆動ユニット４内に取り込み、モータ２０を冷却させる。

【0041】

次に、ハンドル７は、メインパイプ２の長さ方向における中間位置近傍でメインパイプ２に接続されている。ハンドル７は、作業者が草刈機１を用いて草刈り作業を行う際に把持するためのものであり、本実施形態では、両端にグリップが設けられた所謂Ｕ字ハンドルにて構成されている。なお、ハンドル７は、ループハンドル等、他のハンドルであってもよい。

【0042】

ハンドル７の一方のグリップ部分には、作業者が指で操作し、且つ、動作状態を確認できるようにするための操作・表示ユニット８が設けられている。
図３に示すように、操作・表示ユニット８には、トリガスイッチ１０、モード切替スイッチ１１、逆転スイッチ１２、モード表示部１４、逆転表示部１５、及び、残容量表示部１６が設けられている。

【0043】

トリガスイッチ１０は、モータ２０の駆動指令を入力するための操作スイッチであり、操作・表示ユニット８には、トリガスイッチ１０を操作可能とするためのロックオフスイッチ９も設けられている（図２参照）。

【0044】

モード切替スイッチ１１は、モータ２０の駆動速度を高・中・低の３段階に切り替えるための操作スイッチであり、本開示の速度設定部に相当する。そして、モード切替スイッチ１１により設定される速度モード（高速・中速・低速）は、モード表示部１４に表示される。

【0045】

逆転スイッチ１２は、モータ２０の回転方向を、対象物を刈り取る正方向或いは逆方向に切り替えるための操作スイッチであり、逆転スイッチ１２によりモータ２０の回転方向が逆方向に切り替えられると、その旨が逆転表示部１５に表示される。

【0046】

また、残容量表示部１６は、制御ユニット３に着脱自在に装着されて制御ユニット３に直流電力を供給するバッテリパック１８の残容量（バッテリパック１８内のバッテリに残っている電力量）、を表示するためのものである。

【0047】

これら各部は、ケーブル１９（図２参照）を介して、制御ユニット３内の制御回路３０に接続されている。制御回路３０は、各スイッチ１０〜１２の操作状態を監視し、モータ２０の駆動、駆動速度の設定、モータ２０の回転方向の切り替え、等を行う。

【0048】

また、制御回路３０は、上記各表示部１４〜１６への動作状態の表示（モード表示、逆転表示、残容量表示）、或いは、操作・表示ユニット８に設けられた他の表示部へのエラー表示、等も行う。

【0049】

図３に示すように、制御ユニット３には、制御回路３０とは別に、モータ２０へ通電して回転させる駆動部として駆動回路３２及びゲート回路３４が設けられている。
駆動回路３２は、バッテリパック１８（詳しくはバッテリパック１８内のバッテリ）から電源供給を受けて、モータ２０の各相の巻線に電流を流すためのものであり、６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなる３相フルブリッジ回路として構成されている。なお、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、本実施形態ではＭＯＳＦＥＴである。

【0050】

駆動回路３２において、３つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、モータ２０の各端子Ｕ，Ｖ，Ｗと、バッテリパック１８の正極側に接続された電源ラインとの間に、いわゆるハイサイドスイッチとして設けられている。

【0051】

また、他の３つのスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は、モータ２０の各端子Ｕ，Ｖ，Ｗと、バッテリパック１８の負極側に接続されたグランドラインとの間に、いわゆるローサイドスイッチとして設けられている。

【0052】

ゲート回路３４は、制御回路３０から出力された制御信号（換言すれば通電指令）に従い、駆動回路３２内の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフさせることで、モータ２０の各相巻線に電流を流し、モータ２０を回転させるものである。

【0053】

また、制御ユニット３には、バッテリパック１８から電源供給を受けて、制御回路３０や操作・表示ユニット８等を動作させるのに必要な一定の電源電圧Ｖｃｃ（例えば、直流５Ｖ）を生成するレギュレータ３６も設けられている。

【0054】

また、駆動回路３２からバッテリパック１８の負極側に至るモータ２０への通電経路には、モータ２０に流れた電流を検出するための電流検出回路３８が設けられており、電流検出回路３８から制御回路３０には、電流検出信号が入力される。

【0055】

また、制御ユニット３には、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出部４２、制御回路３０の温度を検出するコントローラ温度検出部４４、及び、駆動回路３２（詳しくはスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６）の温度を検出する素子温度検出部４６も設けられている。

【0056】

そして、これら各検出部４２、４４、４６からの検出信号も、角度センサ２７や電流検出回路３８からの検出信号と共に、制御回路３０に入力される。
制御回路３０は、本開示の制御部に相当するものであり、ＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ、ＲＡＭ３０ｃ等を含むマイクロコンピュータ（マイコン）にて構成されている。

【0057】

そして、制御回路３０は、トリガスイッチ１０が操作されてモータ２０の駆動指令が入力されると、角度センサ２７からの検出信号に基づきモータ２０の回転位置及び回転速度を求め、モータ２０を、逆転スイッチ１２からの入力に応じた所定の回転方向に駆動する。

【0058】

また、制御回路３０は、モータ２０の駆動時には、モード切替スイッチ１１の操作によって切り替えられる速度モードに応じて、モータ２０の回転速度が、高速、中速又は低速として予め設定された駆動速度となるよう、モータ２０の制御量を設定する。

【0059】

なお、モータ２０の制御量は、駆動回路３２を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフさせるためにゲート回路３４に出力する制御信号（ＰＷＭ信号）の駆動デューティ比である。

【0060】

つまり、制御回路３０は、図４に示すように、速度モードに応じてモータ２０の駆動速度を設定し（Ｐ１）、角度センサ２７からの検出信号により得られる実回転速度が、その設定した駆動速度となるように、速度制御する（Ｐ２）。また、この速度制御では、モータ２０の制御量である駆動デューティ比を調整することで、モータ２０への通電電流をフィードバック制御（Ｆ／Ｂ）する。

【0061】

このため、制御回路３０においては、メインルーチンの一つとして、図５に示すモータ駆動処理が繰り返し実行される。
図５に示すように、モータ駆動処理では、まずＳ１００（Ｓはステップを表す）にてトリガスイッチ１０がオン状態であるか否かを判断し、トリガスイッチ１０がオン状態であれば、Ｓ１１０に移行して、保護動作フラグがセットされているか否かを判断する。

【0062】

保護動作フラグは、後述の過負荷保護処理にてモータ２０の過負荷状態が検出されたときにセットされるフラグであり、保護動作フラグがセットされていれば、モータ２０を保護するために、モータ駆動処理を終了する。なお、Ｓ１１０にて、トリガスイッチ１０がオフ状態であると判定されたときにも、モータ駆動処理を終了する。

【0063】

次に、Ｓ１１０にて保護動作フラグはセットされていないと判断されると、Ｓ１２０に移行して、現在設定されている速度モードを読み込み、Ｓ１３０に移行する。
Ｓ１３０では、モータ２０の実回転速度が速度モードに対応した駆動速度（目標速度）となるよう、モータ２０の制御量である駆動デューティ比を算出する。

【0064】

そして、続くＳ１４０では、Ｓ１３０にて算出した駆動デューティ比に応じた制御信号（ＰＷＭ信号）をゲート回路３４に出力することで、モータ２０を駆動させ、当該モータ駆動処理を終了する。

【0065】

このように、本実施形態では、モータ２０の回転速度が、速度モードに応じた高速・中速・低速の何れかの駆動速度にフィードバック制御されるが、モータ２０の駆動時には、モータ２０が過負荷運転されることがある。

【0066】

このため、制御回路３０は、メインルーチンの一つとして、モータ駆動処理と並列に、図６に示す過負荷保護処理を繰り返し実行する。
この過負荷保護処理では、電流検出回路３８を介して検出されるモータ電流に基づき、モータ２０の発熱量を推定し、その推定値（換言すれば発熱量相当値）が所定の閾値に達すると、モータ２０が過負荷状態になったと判断して、モータ２０の駆動を停止させる。

【0067】

すなわち、図６に示すように、過負荷保護処理においては、まずＳ２００にて、モータ２０の駆動状態を判定し、Ｓ３００にて、モータ２０の発熱量を推定するのに用いるカウンタＡのカウント値（つまり発熱量の推定値）に対する過負荷判定用の閾値を設定する。なお、カウンタＡは、本開示の加熱カウンタに相当する。

【0068】

次に、Ｓ４００では、速度モードに応じて、カウンタＡのカウント１回当たりの加算値を設定し、Ｓ５００にて、電流検出回路３８を介して検出されるモータ電流からモータ２０の巻線に実際に流れた実電流を算出する。

【0069】

そして、Ｓ６００では、Ｓ５００で算出した実電流が所定の電流閾値よりも大きいときに、その実電流と電流閾値とで判定される負荷状態と、Ｓ４００にて設定した加算値とに基づき、カウンタＡをカウントアップすることで、モータ２０の推定値を順次積算する。

【0070】

また、Ｓ７００では、Ｓ５００で算出した実電流が電流閾値以下であるときに、モータ２０の放熱状態を監視するためのカウンタＢをカウントアップして、そのカウント値に基づきカウンタＡのカウント値をクリアする、カウンタＡクリア処理を行う。なお、カウンタＢは、本開示の放熱カウンタに相当する。

【0071】

そして、最後にＳ８００では、カウンタＡのカウント値とＳ３００にて設定した閾値とを比較し、カウンタＡのカウント値が閾値よりも大きいと、モータ２０が過負荷状態であると判断して保護動作フラグをセットする、モータ保護判定処理を実行する。なお、モータ保護判定処理実行後は、当該過負荷保護処理を一旦終了する。

【0072】

次に、図７、図８を用いて、上記Ｓ２００〜Ｓ８００にて実行される処理動作を詳しく説明する。
図５に示すように、Ｓ２００の駆動状態判定処理では、まずＳ２１０にて、モータ２０の駆動が可能か否かを判断する。Ｓ２１０では、各種エラー判定処理でエラーが検出されておらず、且つ、トリガスイッチ１０がオン状態であるときに、モータ２０の駆動が可能であると判断する。

【0073】

そして、Ｓ２１０にて、モータ２０は駆動可能であると判断されると、Ｓ２２０に移行し、Ｓ２１０にて、モータ２０は駆動できないと判断されると、Ｓ２３０に移行する。
Ｓ２３０では、現在、何らかのエラーが検出されているか否かを判断し、エラーが検出されていれば、Ｓ２４０に移行して、トリガスイッチ１０がオフ状態であるか否かを判断する。

【0074】

そして、Ｓ２４０にて、トリガスイッチ１０がオフ状態であると判断されると、Ｓ２５０に移行して、保護動作フラグをクリアし、当該過負荷保護処理を一旦終了する。
また、Ｓ２３０にて、エラーは検出されていないと判断されるか、或いは、Ｓ２４０にて、トリガスイッチ１０はオン状態であると判断された場合にも、当該過負荷保護処理を一旦終了する。

【0075】

次に、Ｓ２２０では、後述の高温表示フラグ及び過負荷表示フラグをクリアし、Ｓ３００のカウンタＡ閾値設定処理に移行する。
カウンタＡ閾値設定処理では、まずＳ３１０にて、保護動作フラグをセットしてモータ２０を保護した保護回数が「０」であるか否かを判断する。そして、保護回数が「０」であれば、Ｓ３２０にて、カウンタＡの閾値ＴＡを予め設定された設定値「Ａ１」に設定し、Ｓ４００の加算値設定処理に移行する。

【0076】

また、Ｓ３１０にて保護回数は「０」ではないと判断されると、Ｓ３３０に移行して、保護回数は「１」であるか否かを判断する。そして、保護回数が「１」であれば、Ｓ３４０にて、カウンタＡの閾値ＴＡを予め設定された設定値「Ａ２」に設定し、Ｓ４００の加算値設定処理に移行する。

【0077】

また、Ｓ３３０にて保護回数は「１」ではないと判断されると（つまり、保護回数が「２」以上である場合には）、Ｓ３５０に移行して、カウンタＡの閾値ＴＡを予め設定された設定値「Ａ３」に設定し、Ｓ４００の加算値設定処理に移行する。

【0078】

ここで、設定値「Ａ１」〜「Ａ３」は、「Ａ１」が最も大きく、「Ａ３」が最も小さい値に設定されている。これは、保護回数が多い場合には、モータ２０の温度が上昇しているので、カウンタＡのカウント値に基づき、より早くモータ２０の過負荷状態を判定できるようにするためである。

【0079】

次に、Ｓ４００の加算値設定処理では、まずＳ４１０にて、モータ２０の駆動速度として現在設定されている速度モードは、高速モードであるか否かを判断する。
そして、速度モードが高速モードであれば、Ｓ４２０に移行して、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、高速モード用の設定値Ｉ１Ｈ、Ｉ２Ｈ、Ｉ３Ｈに設定する。また続くＳ４３０では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、高速モード用の設定値Ｄ１Ｈ、Ｄ２Ｈ、Ｄ３Ｈに設定する。

【0080】

ここで、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３は、図１０に示すように、モータ２０に流れる電流値に応じて、電流値が大きいほど、カウンタＡに加算する加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が大きくなるように、各加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の積算領域を設定するのに用いられる。

【0081】

そして、図１０から明らかなように、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３は、Ｉｔ１が最も大きく、Ｉｔ３が最も小さい値に設定され、加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、Ｄ１が最も大きく、Ｄ３が最も小さい値に設定される。

【0082】

また、高速モードでは、モータ２０が高回転になり、中速モードや低速モードよりもモータ２０の温度上昇率が小さい。このため、高速モードでの電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３は、カウンタＡのカウント値が中速モードや低速モードに比べて上昇し難くなるように設定される。つまり、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３の設定値Ｉ１Ｈ、Ｉ２Ｈ、Ｉ３Ｈは、後述する中速モード、低速モードの設定値よりも大きい値に設定される。

【0083】

次に、Ｓ４１０にて速度モードは高速モードではないと判断されると、Ｓ４４０に移行して、現在設定されている速度モードは中速モードであるか否かを判断する。
そして、速度モードが中速モードであれば、Ｓ４５０に移行して、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、高速モードよりも小さい、中速モード用の設定値Ｉ１Ｍ、Ｉ２Ｍ、Ｉ３Ｍに設定する。

【0084】

また続くＳ４６０では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、高速モードよりも大きい、中速モード用の設定値Ｄ１Ｍ、Ｄ２Ｍ、Ｄ３Ｍに設定する。
また次に、Ｓ４４０にて速度モードは中速モードではないと判断されると（つまり、低速モードであれば）、Ｓ４７０に移行して、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、中速モードよりも小さい、低速モード用の設定値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌ、Ｉ３Ｌに設定する。

【0085】

そして、続くＳ４８０では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、中速モードよりも大きい、中速モード用の設定値Ｄ１Ｌ、Ｄ２Ｌ、Ｄ３Ｌに設定する。
次に、Ｓ５００の実電流算出処理では、まずＳ５１０にて、電流検出回路３８を介して、モータ電流を検出する。

【0086】

そして、続くＳ５２０にて、その検出したモータ電流（検出電流）を、そのときのモータ２０の駆動デューティ比（駆動ＤＵＴＹ）にて除算することで、モータ２０に実際に流れている実電流（＝検出電流／駆動ＤＵＴＹ［％］×１００）を算出する。

【0087】

このように実電流を算出するのは、電流検出回路３８を介して検出されるモータ電流は、バッテリパック１８からモータ２０への通電経路（換言すれば電源供給経路）に流れる電流であり、モータ２０に実際に流れる電流とは異なるためである。

【0088】

つまり、電流検出回路３８は、通常、バッテリパック１８からモータ２０への通電経路に直列に設けられる抵抗３８Ａと、この抵抗３８Ａの両端電圧を電流値として検出する電流検出アンプ３８Ｂと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３８Ｃとで構成される（図１１参照）。

【0089】

ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３８Ｃは、電流検出アンプ３８Ｂからの検出信号が、駆動デューティ比に応じて変動するので、この検出信号を平滑化するのに用いられる。
このため、電流検出回路３８を介して得られるモータ電流（検出電流）は、駆動デューティ比に応じてオン・オフされるＰＷＭ信号のオン時に抵抗３８Ａに流れる電流を平滑化した電流値となる。

【0090】

しかし、図１１に示すように、モータ２０には、ＰＷＭ信号のオン時だけでなく、ＰＷＭ信号のオフ時にも電流（所謂還流電流）が流れる。そして、モータ２０は、ＰＷＭ信号のオフ時に流れる電流によっても発熱する。

【0091】

またこのように電流検出回路３８にて検出できない電流の通電期間は、図１２に示すように、駆動デューティ比によって異なり、駆動デューティ比が小さいほど長くなる。
このため、例えば、モータ２０が図１２Ａに示す駆動デューティ比３０％で駆動されているときと、図１２Ｂに示す駆動デューティ比７０％で駆動されているときとでは、モータ２０に実際に流れる電流と検出電流との差が大きく異なることになる。つまり、ＰＷＭ信号の駆動デューティ比が小さいほど検出誤差が大きくなる。

【0092】

そこで、本実施形態では、この検出誤差を無くして、ＰＷＭ信号の駆動デューティ比の影響を受けることなく、モータ２０の発熱に影響を与える実電流を検出できるようにするため、検出電流と駆動デューティ比とから実電流を算出するようにしているのである。

【0093】

次に、Ｓ６００のカウンタＡ更新処理では、図８に示すように、まずＳ６１０にて、カウンタＡを更新してモータ２０の発熱量を推定する推定条件が成立しているか否かを判断する。

【0094】

この推定条件は、例えば、モータ２０の駆動開始後、設定された駆動速度まで徐々に回転速度を上昇させる所謂ソフトスタートが終了し、且つ、モータ２０の駆動開始後、所定時間（例えば２秒）が経過していること、と設定される。

【0095】

つまり、モータ２０の駆動開始後、モータ２０の回転が安定するまで、カウンタＡをカウントアップして、発熱量を推定するのを禁止するのである。
このため、Ｓ６１０にて推定条件が成立していないと判断されると、以降の処理を実行することなく、そのままＳ７００のクリア判定処理に移行し、Ｓ６１０にて推定条件が成立していると判断されると、Ｓ６２０に移行する。

【0096】

Ｓ６２０では、Ｓ５００で算出されたモータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ１よりも大きいか否かを判断する。そして、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ１よりも大きい場合には、Ｓ６３０に移行して、カウンタＡに加算値Ｄ１を加算し、Ｓ７００のクリア判定処理に移行する。

【0097】

また、Ｓ６２０にて、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ１以下であると判断されると、Ｓ６４０に移行して、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ２よりも大きいか否かを判断する。そして、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ２よりも大きい場合には、Ｓ６５０に移行して、カウンタＡに加算値Ｄ２を加算し、Ｓ７００のクリア判定処理に移行する。

【0098】

また、Ｓ６４０にて、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ２以下であると判断されると、Ｓ６６０に移行して、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３よりも大きいか否かを判断する。

【0099】

そして、Ｓ６６０にて、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３よりも大きいと判断されると、Ｓ６７０に移行して、カウンタＡに加算値Ｄ３を加算し、Ｓ７００のクリア判定処理に移行する。

【0100】

また、Ｓ６６０にて、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３以下であると判断されると、カウンタＡは更新せずに（換言すればカウンタＡのカウント値を保持した状態で）、Ｓ７００のクリア判定処理に移行する。

【0101】

この結果、Ｓ６００のカウンタＡ更新処理では、図１０に示すように、モータ２０に流れる電流値に応じて、電流値が大きいほど大きな値に設定される加算値にて、カウンタＡが順次加算されることになる。

【0102】

次に、Ｓ７００のカウンタＡのクリア判定処理では、Ｓ７１０にて、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３以下であるか否かを判断する。そして、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３以下であれば、Ｓ７２０にて、カウンタＣをクリアした後、Ｓ７３０にてカウンタＢに所定値「１」を加算することでカウンタＢをカウントアップする。

【0103】

また、続くＳ７３０では、Ｓ７３０でカウントアップしたカウンタＢの値が、予め設定された閾値ＴＢよりも大きくなったか否かを判断する。
そして、カウンタＢの値が閾値ＴＢよりも大きい場合には、Ｓ７５０にて、カウンタＡをクリアして、Ｓ８００のモータ保護判定処理に移行し、カウンタＢの値が閾値ＴＢ以下であれば、そのままＳ８００のモータ保護判定処理に移行する。

【0104】

ここで、カウンタＢは、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３以下で、カウンタＡの更新を停止しているときに、モータ２０が放熱されているとして、その放熱状態を監視するために利用されている。

【0105】

そして、本実施形態では、このカウンタＢの値が閾値ＴＢに達すると、モータ２０は充分放熱されたと判断して、カウンタＡをクリアする。これは、カウンタＡによるモータ２０の発熱量の推定をより正確に実施できるようにするためである。

【0106】

つまり、カウンタＡを用いてモータ２０の発熱量を推定する場合、例えば、図１０Ｂに示すように、モータ電流が電流閾値Ｉｔ３以下になったとき（時点Ｔ５）に、カウンタＡをクリアすることも考えられる。

【0107】

しかし、このようにすると、モータ電流が電流閾値Ｉｔ３付近で変動している場合には、カウンタＡが頻繁にクリアされて、モータ２０の発熱量を推定することができなくなる。

【0108】

これに対し、本実施形態では、図１０Ａに示すように、モータ電流が電流閾値Ｉｔ３以下になっても、カウンタＡのカウント値を保持し、カウンタＢのカウント値に基づきモータ２０が充分放熱されたと判断したとき（時点Ｔ６）に、カウンタＡをクリアする。このため、カウンタＡを用いた発熱量の推定をより良好に実施することができる。

【0109】

次に、Ｓ７１０にて、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３よりも大きいと判断されると、Ｓ７６０に移行して、カウンタＣに所定値「１」を加算することでカウンタＣをカウントアップする。

【0110】

そして、続くＳ７７０では、Ｓ７３０でカウントアップしたカウンタＣの値が、予め設定された閾値ＴＣよりも大きくなったか否かを判断し、カウンタＣの値が閾値ＴＣ以下であれば、そのままＳ８００のモータ保護判定処理に移行する。

【0111】

また、カウンタＣの値が閾値ＴＣよりも大きい場合には、Ｓ７８０にて、カウンタＢをクリアした後、Ｓ８００のモータ保護判定処理に移行する。
なお、カウンタＣは、カウンタＢをクリアするのに用いられ、本実施形態では、モータ電流（実電流）が電流閾値Ｉｔ３よりも大きくなる時間が、閾値ＴＣに対応する設定時間を越えると、カウンタＢをクリアするようにされている。

【0112】

次に、Ｓ８００のモータ保護判定処理では、まずＳ８１０にて、カウンタＡの値が閾値ＴＡよりも大きいか否かを判断する。そして、カウンタＡの値が閾値ＴＡ以下であれば、モータ２０は正常運転されており、モータ２０を過負荷運転から保護する必要はないと判断して、そのまま過負荷保護処理を終了する。

【0113】

一方、カウンタＡの値が閾値ＴＡ以下であれば、モータ２０を過負荷状態から保護するために、Ｓ８２０にて、保護動作フラグをセットする。この結果、モータ駆動処理でのモータ２０の駆動は停止され、モータ２０が過負荷運転から保護されることになる。

【0114】

次に、Ｓ８３０では、保護回数を更新（１増加）し、Ｓ８４０にて、その更新した保護回数は、予め設定された閾値Ｎ以上であるか否かを判断する。
そして、保護回数が閾値Ｎ以上でなければ、Ｓ８６０にて過負荷表示フラグをセットした後、過負荷保護処理を終了し、保護回数が閾値Ｎ以上であれば、Ｓ８５０にて高温表示フラグをセットした後、過負荷保護処理を終了する。

【0115】

つまり、保護回数が閾値Ｎ以上でない場合には、モータ２０は過負荷運転により一時的に温度上昇したものと判断できるので、過負荷表示フラグをセットすることで、図９の表示処理にて、操作・表示ユニット８の所定の表示エリアに過負荷運転を表示させる。

【0116】

また、保護回数が閾値Ｎ以上である場合には、モータ２０の温度は過負荷運転により異常に高くなっているものと判断して、高温表示フラグをセットすることで、図９の表示処理にて、操作・表示ユニット８の所定の表示エリアにモータ２０が高温であることを表示させる。

【0117】

次に、図９に示す表示処理は、上述したモータ駆動処理及び過負荷保護処理と共に、メインルーチンの一つとして、制御回路３０にて実行される処理である。
図９に示すように、表示処理では、Ｓ９１０にて過負荷表示フラグがセットされているか否かを判断し、過負荷表示フラグがセットされていれば、Ｓ９２０にて、操作・表示ユニット８の所定の表示エリアにモータ２０が過負荷運転されていることを表示する。

【0118】

また、Ｓ９１０にて過負荷表示フラグはセットされていないと判断されると、Ｓ９３０に移行して、高温表示フラグがセットされているか否かを判断する。そして、高温表示フラグがセットされていれば、Ｓ９４０にて、操作・表示ユニット８の所定の表示エリアにモータ２０が高温であることを表示する。

【0119】

また、Ｓ９３０にて高温表示フラグはセットされていないと判断されると、Ｓ９５０に移行して、その他のエラー判定処理でエラーが検出されて、エラー表示が要求されているか否かを判断する。そして、エラー表示の要求があれば、Ｓ９６０に移行して、操作・表示ユニット８の所定の表示エリアに、表示要求に対応したエラーを表示する。

【0120】

また、Ｓ９５０にて、他のエラー判定処理からエラー表示は要求されていないと判断されると、Ｓ９７０に移行して、操作・表示ユニット８の所定の表示エリアに、草刈機１の製品設定に応じた情報を表示する。

【0121】

以上説明したように、本実施形態の草刈機１においては、モータ２０に流れる電流に基づき、カウンタＡを使って発熱量を推定し、その推定値（カウント値）が閾値ＴＡに達すると、モータ２０が過負荷運転されているとして、モータ２０の駆動を停止させる。このため、モータ２０を過負荷運転から保護することができる。

【0122】

また、本実施形態では、発熱量推定用のパラメータであるカウンタＡの加算値及び電流閾値を、モータ２０の駆動時の速度モードに応じて設定することで、モータ２０の高回転時よりも低回転時の方が、カウンタＡの値がより早く閾値ＴＡに到達するようにしている。

【0123】

このため、モータ２０の発熱量をより適正に推定することができ、その推定した発熱量相当値に基づきモータ２０の過負荷運転を精度よく検知することができるようになる。
また、発熱量の推定に用いるモータ電流には、電流検出回路３８にて検出された検出電流を用いるのではなく、検出電流をモータ２０の駆動デューティ比で除算することにより得られる実電流が使用される。

【0124】

このため、モータ２０の発熱量を、モータ２０に実際に流れた実電流（換言すれば、モータ２０に加わる負荷）に基づき、推定できることになり、これによっても、発熱量の推定精度を高め、モータ２０を過負荷運転から良好に保護することができる。
［変形例］
本実施形態では、モータ２０の発熱量を、モータ２０の駆動速度に影響されることなく、正確に推定できるようにするために、発熱量の推定に用いるパラメータであるカウンタＡの加算値及び電流閾値を速度モードに応じて設定するものとした。

【0125】

しかし、発熱量は、モータ２０の過負荷運転を判定するためのものであるため、過負荷運転を適正に判定できるようにするためには、発熱量の推定に用いるパラメータではなく、過負荷判定用の閾値を速度モードに応じて設定するようにしてもよい。

【0126】

そして、このためには、例えば、図１３に示すように、Ｓ３００の閾値設定処理を実行し、Ｓ４００の加算値設定処理は実行しないようにしてもよい。
つまり、図１３に示す閾値設定処理においては、まずＳ３６０にて、モータ２０の駆動速度として現在設定されている速度モードは、高速モードであるか否かを判断し、速度モードが高速モードであれば、Ｓ３７０に移行して、カウンタＡの閾値ＴＡを、高速モード用の閾値ＴＡＨに設定する。

【0127】

また、Ｓ３６０にて、速度モードは高速モードではないと判断されると、Ｓ３８０にて、速度モードは中速モードであるか否かを判断し、速度モードが中速モードであれば、Ｓ３９０に移行して、カウンタＡの閾値ＴＡを、中速モード用の閾値ＴＡＭに設定する。

【0128】

また、Ｓ３８０にて、速度モードは中速モードではないと判断されると、速度モードは低速モードであるので、Ｓ３９５に移行して、カウンタＡの閾値ＴＡを、低速モード用の閾値ＴＡＬに設定する。

【0129】

なお、高速モード用の閾値ＴＡＨは、他のモードの閾値ＴＡＭ、ＴＡＬよりも大きく、低速モード用の閾値ＴＡＬは、他のモードの閾値ＴＡＨ、ＴＡＭよりも小さい値とする。
このようにすれば、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３、及び、加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、上記実施形態のように速度モードに応じて変更しなくても、モータ２０の駆動速度が低いほど、より早く、カウンタＡの値が閾値ＴＡに達することになる。よって、このようにしても、モータ２０の高負荷運転を良好に判断することができるようになる。

【0130】

また、本実施形態では、モータ２０の回転速度が速度モードに応じた駆動速度（換言すれば目標速度）となるように、ＰＷＭ制御の駆動デューティ比（換言すればモータ２０に流れる電流）をフィードバック制御するものとした。

【0131】

しかし、本開示の技術は、図１４に示すように、速度モードに応じて駆動速度が切り替えられると（Ｐ１）、その速度指令に対応した一定の駆動デューティ比でモータ２０を駆動する（Ｐ３）、所謂開ループ制御を行う装置であっても、上記実施形態と同様に適用できる。

【0132】

つまり、この場合、速度モードが切り替えられて、その速度モードに対応した駆動デューティ比の制御信号（ＰＷＭ信号）を通電指令として出力するのに同期して、発熱量の推定値に対する過負荷判定用の閾値、或いは、発熱量推定用いるパラメータを切り替えるようにする。

【0133】

そして、このようにすれば、上記実施形態と同様、モータ２０の発熱量の推定値からモータ２０の過負荷運転を適正に判定して、モータ２０を過負荷運転から保護することができるようになる。

【0134】

一方、上記実施形態では、モータ２０の発熱量を推定するのに、モータ電流（実電流）を用いるものとして説明したが、モータ２０の発熱量は、モータ２０の負荷状態を検出できれば推定できるので、必ずしもモータ電流を用いる必要はない。

【0135】

例えば、モータ２０の負荷状態は、モータ２０の駆動デューティ比と、モータ２０の回転速度とから検出できるので、モータ２０の発熱量は、モータ２０の駆動デューティ比と回転速度（実回転速度）とに基づき、推定するようにしてもよい。

【0136】

また、上記実施形態では、モータ２０の過負荷運転を検知すると、モータ２０の駆動を停止するようにしたが、例えば、モータ２０への通電電流を低下させて、モータ２０の回転を抑制するようにしてもよい。そして、このようにしても、モータ２０を過負荷運転から保護することができる。

【0137】

また、上記実施形態では、モータ２０の発熱量の推定に、カウンタを用いるものとして説明したが、必ずしもカウンタを利用する必要はなく、例えば、電流検出回路３８からの検出信号を積分する等、他の方法で発熱量を推定するようにしてもよい。
［第２実施形態］
上記実施形態及び変形例では、モータ２０の駆動速度は、モード切替スイッチ１１を介して設定される速度モードに応じて、高速・中速・低速の何れかに設定され、モータ２０は、これら各回転速度で駆動されるものとしている。

【0138】

しかし、草刈機１等の電動作業機には、図３に点線で示すように、トリガスイッチ１０に加えて、使用者によるトリガの引き量であるトリガ操作量を検出するトリガ操作量検出部１０Ａを備え、トリガ操作量に応じてモータ２０の駆動速度が設定されるものもある。

【0139】

この種の電動作業機において、制御回路３０は、図１５に示すように、速度モードに応じて設定される高速・中速・低速の回転速度を上限として、トリガ操作量Ｔｒｇに応じた目標回転速度を設定する（Ｐ０）。例えば、高速・中速・低速の上限速度に対し、トリガ操作量Ｔｒｇの最大値に対する比率を乗じることで、目標回転速度を設定する。

【0140】

そして、角度センサ２７からの検出信号により得られる実回転速度が、その設定した目標回転速度となるように、モータ２０を駆動制御する（Ｐ２）。
従って、この種の電動作業機においては、第１実施形態のように、電流閾値Ｉｔ及び加算値Ｄを速度モードだけで設定するようにすると、モータ２０の回転速度に応じてカウンタＡを更新することができず、発熱量の推定精度が低下する。

【0141】

そこで、本実施形態では、モータ制御系が図１５に示すように構成された草刈機１（電動作業機）において、図６のＳ４００におけるカウンタＡ加算値設定処理を、速度モードとトリガ操作量に応じて実施することで、発熱量の推定精度が低下するのを抑制する。

【0142】

図１６に示すように、本実施形態のカウンタＡ加算値設定処理においては、まずＳ４０２でトリガ操作量検出部１０Ａから、トリガ操作量Ｔｒｇを取得する。
次に、Ｓ４０４では、取得したトリガ操作量Ｔｒｇが、前回電流閾値Ｉｔ及び加算値Ｄの設定に用いたトリガ操作量Ｔｒｇから増加しているか否かを判断し、トリガ操作量Ｔｒｇが増加していなければ、Ｓ４１０に移行する。

【0143】

一方、トリガ操作量Ｔｒｇが増加していれば、Ｓ４０６に移行して、その増加したトリガ操作量Ｔｒｇを取得してから所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過していれば、Ｓ４１０に移行し、所定時間が経過していなければ、カウンタＡ加算値設定処理を終了する。

【0144】

なお、これは、トリガ操作量Ｔｒｇが増加した際には、モータ２０の回転速度は上昇するが、回転速度の上昇には時間がかかるためである。
つまり、トリガ操作量Ｔｒｇが増加した際、その直後から、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて電流閾値Ｉｔ及び加算値Ｄを更新すると、モータ２０の温度が実際よりも低く推定されてしまうことが考えられる。

【0145】

そこで、本実施形態では、トリガ操作量Ｔｒｇが増加した際には、そのトリガ操作量Ｔｒｇにて電流閾値Ｉｔ及び加算値Ｄを更新するのを、所定時間だけ遅延させるようにしている。

【0146】

次に、Ｓ４１０では、モータ２０の駆動速度として現在設定されている速度モードは、高速モードであるか否かを判断する。
そして、速度モードが高速モードであれば、Ｓ４２５に移行して、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、Ｓ４０２で取得したトリガ操作量Ｔｒｇに応じて、高速モード用に設定された設定値Ｉ１Ｈ（Ｔｒｇ）、Ｉ２Ｈ（Ｔｒｇ）、Ｉ３Ｈ（Ｔｒｇ）に設定する。

【0147】

また続くＳ４３５では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、それぞれ、Ｓ４０２で取得したトリガ操作量Ｔｒｇに応じて、高速モード用の設定値Ｄ１Ｈ（Ｔｒｇ）、Ｄ２Ｈ（Ｔｒｇ）、Ｄ３Ｈ（Ｔｒｇ）に設定する。そして、その設定後は、カウンタＡ加算値設定処理を終了する。

【0148】

つまり、本実施形態では、図１７の下段に例示するように、高速・中速・低速の速度モード毎に、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて設定する電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３、及び、加算値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の設定範囲がメモリ（ＲＯＭ３０ｂ）に記憶されている。そして、カウンタＡ加算値設定処理では、これら各値を、その設定された範囲内でトリガ操作Ｔｒｇに応じて設定するのである。

【0149】

なお、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３は、トリガ操作量Ｔｒｇが小さいほど（換言すればモータ２０の回転速度が低いほど）、小さくなるように設定される。このため、カウンタＡは、トリガ操作量Ｔｒｇが小さいほど、加算されやすくなり、モータ２０の温度を適正に推定できるようになる。

【0150】

因みに、第１実施形態では、図１７の上段に例示するように、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３、及び、加算値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、高速・中速・低速の速度モード毎に、予め設定された一定値が設定される。

【0151】

次に、Ｓ４１０にて速度モードは高速モードではないと判断されると、Ｓ４４０に移行して、現在設定されている速度モードは中速モードであるか否かを判断する。
そして、速度モードが中速モードであれば、Ｓ４５５に移行して、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて、最大値が高速モードよりも小さい、中速モード用の設定値Ｉ１Ｍ（Ｔｒｇ）、Ｉ２Ｍ（Ｔｒｇ）、Ｉ３Ｍ（Ｔｒｇ）に設定する。

【0152】

また続くＳ４６５では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、それぞれ、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて、最大値が高速モードよりも大きい、中速モード用の設定値Ｄ１Ｍ（Ｔｒｇ）、Ｄ２Ｍ（Ｔｒｇ）、Ｄ３Ｍ（Ｔｒｇ）に設定し、カウンタＡ加算値設定処理を終了する。

【0153】

また次に、Ｓ４４０にて速度モードは中速モードではないと判断されると（つまり、低速モードであれば）、Ｓ４７５に移行して、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて、最大値が中速モードよりも小さい、低速モード用の設定値Ｉ１Ｌ（Ｔｒｇ）、Ｉ２Ｌ（Ｔｒｇ）、Ｉ３Ｌ（Ｔｒｇ）に設定する。

【0154】

そして、続くＳ４８５では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、それぞれ、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて、最大値が中速モードよりも大きい、低速モード用の設定値Ｄ１Ｌ（Ｔｒｇ）、Ｄ２Ｌ（Ｔｒｇ）、Ｄ３Ｌ（Ｔｒｇ）に設定し、カウンタＡ加算値設定処理を終了する。

【0155】

この結果、本実施形態によれば、図１８の上段に示すように、トリガ操作量Ｔｒｇが変化すると（時点Ｔ１１，Ｔ１２）、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３も変化することになり、カウンタＡをモータ２０の電流及び回転速度に応じて、より最適に更新できるようになる。

【0156】

よって、図１８の下段に示すように、第１実施形態のように、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を速度モードだけで設定するようにした場合に比べて、モータ２０の発熱量をより精度よく推定できるようになる。

【0157】

また、トリガ操作量Ｔｒｇが増加する方向に変化したとき（時点Ｔ１２）には、所定時間経過したとき（時点Ｔ１３）に、トリガ操作量Ｔｒｇに応じて、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を更新する。

【0158】

このため、モータ２０の回転速度がトリガ操作量Ｔｒｇの増加に対応して上昇していないときに、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を更新してしまい、モータ２０の温度が実際よりも低い温度として推定されるのを抑制できる。

【0159】

また、トリガ操作量Ｔｒｇが小さくなったときには、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の更新を遅延させていないので、トリガ操作量Ｔｒｇが小さくなってモータ２０の回転速度が低下する際に、これら各値の更新遅れが発生するのを抑制できる。

【0160】

よって、本実施形態によれば、モータ２０の温度上昇に伴うモータ２０の保護を、より安全に実施することができる。
［変形例］
なお、本実施形態では、カウンタＡ加算値設定処理において、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、速度モードとトリガ操作量Ｔｒｇとに基づき設定するものとして説明したが、図１９に示すように、モータ２０の目標回転速度Ｗに応じて設定するようにしてもよい。

【0161】

すなわち、図１９に示すカウンタＡ加算値設定処理においては、まず、Ｓ４１２にて、図１５に示したモータ２０の制御系で速度モードとトリガ操作量Ｔｒｇとに基づき設定される目標回転速度Ｗを取得する。

【0162】

そして、続くＳ４１４にて、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３を、それぞれ、Ｓ４１２で取得した目標回転速度Ｗに応じた設定値Ｉ１（Ｗ）、Ｉ２（Ｗ）、Ｉ３（Ｗ）に設定する。

【0163】

また続くＳ４１６では、カウンタＡの加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を、それぞれ、Ｓ４１２で取得した目標回転速度Ｗに応じた設定値Ｄ１（Ｗ）、Ｄ２（Ｗ）、Ｄ３（Ｗ）に設定する。そして、その設定後は、カウンタＡ加算値設定処理を終了する。

【0164】

このように、カウンタＡ加算値設定処理において、モータ２０の目標回転速度Ｗに応じて、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を設定するようにしても、図１８に示したようにこれら各値を変化させて、上記と同様の効果を得ることができる。

【0165】

なお、図１９に示したカウンタＡ加算値設定処理においても、モータ２０の目標回転速度Ｗが上昇した際には、電流閾値Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３及び加算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の更新を所定時間遅延させるようにしてもよい。そして、このようにすれば、上記実施形態と同様、モータ２０の温度をより精度よく推定して、その温度上昇に伴うモータ２０の保護をより安全に実施することができる。

【0166】

一方、上述した第１実施形態の説明では、図８に示すように、図６のＳ７００にて実施されるカウンタＡクリア判定処理で、カウンタＢのカウントアップを開始するタイミングを、モータ２０に流れる電流値が電流閾値Ｉｔ３を下回ったときにしている。

【0167】

このため、図２１の上段に示すように、カウンタＢのカウントアップは、カウンタＡのカウントアップを停止したときと同じタイミング（Ｔ５）で開始されることになる。
しかし、モータ２０は、通電時に加熱又は放熱により温度上昇又は温度低下するだけでなく、略一定温度に保持されることもある。そして、このような温度保持期間は、カウンタＡ及びカウンタＢの更新を共に停止させるとよい。

【0168】

そこで、図８に示すカウンタＡクリア判定処理においては、図２０に示すように、Ｓ７１０に代えてＳ７１５を実行し、モータ２０に流れる実電流が、電流閾値Ｉｔ３よりも低い値に設定された電流閾値Ｉｔ４以下であるか否かを判定するようにするとよい。

【0169】

つまり、このようにすれば、図２１の下段に示すように、モータ２０に流れる実電流が、電流閾値Ｉｔ３と電流閾値Ｉｔ４との間にあるときには、カウンタＡ，Ｂが共に保持され、実電流が電流閾値Ｉｔ４以下になると（時点Ｔ７）、カウンタＢがカウントアップされることになる。

【0170】

従って、この場合、モータ２０の温度保持期間中にカウンタＢがカウントアップされて、カウンタＡがクリアされる迄の時間が短くなるのを抑制し、カウンタＡにより、モータ２０の温度をより正確に推定できるようになる。

【0171】

なお、このように、モータ２０の温度保持期間中にカウンタＡ，Ｂが共に保持されるようにするには、図８に示すカウンタＡ更新処理のＳ６７０にて、実電流が電流閾値Ｉｔ３よりも大きいと判定されたときにカウンタＡに加算される加算値Ｄ３を、値０に設定するようにしてもよい。

【0172】

以上、本開示の電動作業機の実施形態及び変形例について説明したが、本開示の電動作業機は上記実施形態に限定されることはなく、種々変形して実施することができる。
例えば、実施形態では、本開示の電動作業機として、草刈機１を例にとり説明したが、本開示の技術は、モータを備えた電動作業機であれば、上記実施形態と同様に適用することができる。

【0173】

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

【符号の説明】

【0174】

１…草刈機、２…メインパイプ、３…制御ユニット、４…駆動ユニット、５…回転刃、６…カバー、７…ハンドル、８…操作・表示ユニット、９…ロックオフスイッチ、１０…トリガスイッチ、１１…モード切替スイッチ、１２…逆転スイッチ、１４…モード表示部、１５…逆転表示部、１６…残容量表示部、１８…バッテリパック、１９…ケーブル、２０…モータ、２２…ギヤ機構、２４…出力軸、２６…センサ基板、２７…角度センサ、２８…ファン、３０…制御回路、３０ａ…ＣＰＵ、３０ｂ…ＲＯＭ、３０ｃ…ＲＡＭ、３２…駆動回路、３４…ゲート回路、３６…レギュレータ、３８…電流検出回路、３８Ａ…抵抗、３８Ｂ…電流検出アンプ、３８Ｃ…バンドパスフィルタ、４２…バッテリ電圧検出部、４４…コントローラ温度検出部、４６…素子温度検出部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】