特許 7614071 電動トラクタ

(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】

(24)【登録日】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(54)【発明の名称】電動トラクタ

(51)【国際特許分類】

   B60L 1/00 20060101AFI20250107BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20250107BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20250107BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20250107BHJP

   B60L 58/10 20190101ALI20250107BHJP

   A01B 61/02 20060101ALI20250107BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

B60L1/00 L

B60L50/60

B60L15/20 J

B60L3/00 S

B60L58/10

A01B61/02

H02J7/00 P

H02J7/00 S

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021177483

(22)【出願日】2021-10-29

(65)【公開番号】P2023066721

(43)【公開日】2023-05-16

【審査請求日】2024-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】高橋 努

(72)【発明者】

【氏名】橋本 裕輔

(72)【発明者】

【氏名】大役寺 泰平

(72)【発明者】

【氏名】黒田 晃史

(72)【発明者】

【氏名】上原 大

(72)【発明者】

【氏名】石田 博康

(72)【発明者】

【氏名】宮本 知彦

(72)【発明者】

【氏名】松本 雅志

(72)【発明者】

【氏名】岩本 裕嗣

(72)【発明者】

【氏名】木村 優

(72)【発明者】

【氏名】平田 大介

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆生

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友大

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１５３７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４８８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６１０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５０５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００７０１３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－ ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

Ａ０１Ｂ ５１／００－６１／０４

Ａ０１Ｂ ６３／１４－６７／００

Ａ０１Ｂ ７１／００－７９／０２

Ｈ０２Ｊ ７／００－ ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－ ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行機体が備える油圧装置に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する電動モータであるポンプ用モータと、
前記走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータであるＰＴＯ用モータと、
前記ポンプ用モータ及び前記ＰＴＯ用モータに電力を供給する共通のバッテリーと、
前記ポンプ用モータ及び前記ＰＴＯ用モータに対する電力の分配を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ポンプ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記ＰＴＯ用モータに供給される電力を減少させることを特徴とする電動トラクタ。

【請求項2】

走行機体が備える油圧装置に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する電動モータであるポンプ用モータと、
前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである走行用モータと、
前記ポンプ用モータ及び前記走行用モータに電力を供給する共通のバッテリーと、
前記ポンプ用モータ及び前記走行用モータに対する電力の分配を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ポンプ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記走行用モータに供給される電力を減少させることを特徴とする電動トラクタ。

【請求項3】

走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータであるＰＴＯ用モータと、
前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである走行用モータと、
前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータに電力を供給する共通のバッテリーと、
前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータに対する電力の分配を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ＰＴＯ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記走行用モータに供給される電力を減少させることを特徴とする電動トラクタ。

【請求項4】

走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータであるＰＴＯ用モータと、
前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである走行用モータと、
前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータに電力を供給する共通のバッテリーと、
前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記走行用モータの回転速度を減少させ、これに連動して前記ＰＴＯ用モータの回転速度を減少させることを特徴とする電動トラクタ。

【請求項5】

走行機体が備える油圧装置に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する電動モータであるポンプ用モータと、
前記走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータであるＰＴＯ用モータと、
前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである走行用モータと、
前記ポンプ用モータ、前記ＰＴＯ用モータ、及び前記走行用モータに電力を供給する共通のバッテリーと、
前記ポンプ用モータ、前記ＰＴＯ用モータ、及び前記走行用モータに対する電力の分配を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ポンプ用モータ、前記ＰＴＯ用モータ、及び前記走行用モータのうち、前記走行用モータに供給される電力を最も優先して減少させ、
前記走行用モータに供給される電力を減少させた後も、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記制御部は、前記ポンプ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記ＰＴＯ用モータに供給される電力を減少させることを特徴とする電動トラクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、共通のバッテリーから複数の電動モータに電力を分配して供給する電動トラクタに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、電動トラクタを開示する。このトラクタは、走行用の電動モータと、作業用の電動モータと、バッテリと、を備える。走行用の電動モータは、車輪を駆動する。作業用の電動モータは、ロータリ耕耘装置を駆動する。バッテリは、各モータに電力を供給する。作業用の電動モータの回転数は、作業用回転数検出センサによって検出される。トラクタは、走行速度制御手段であるとともに、作業動力制御手段でもある作動制御部を備える。この作動制御部は、作業用の電動モータの回転数の検出値が設定値より下がったことを検知すると、それに応じて走行用モータの回転数が下がるように制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１５０５６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

モータの消費電力の合計がバッテリーの供給電力を上回ると、バッテリーの負担が増加し、劣化が進行する原因となる。この点、特許文献１では、バッテリーの負担を軽減するための複数の電動モータの制御の関係について開示されていない。

【0005】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、作業性を良好に維持しながらバッテリーを過負荷から保護することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【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とその効果を説明する。

【0007】

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の電動トラクタが提供される。即ち、この電動トラクタは、油圧ポンプと、ポンプ用モータと、ＰＴＯ用モータと、バッテリーと、制御部と、を備える。前記油圧ポンプは、走行機体が備える油圧装置に作動油を供給する。前記ポンプ用モータは、前記油圧ポンプを駆動する電動モータである。前記ＰＴＯ用モータは、前記走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータである。前記バッテリーは、前記ポンプ用モータ及び前記ＰＴＯ用モータで共通であり、これらのモータに電力を供給する。前記制御部は、前記ポンプ用モータ及び前記ＰＴＯ用モータに対する電力の分配を制御する。前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ポンプ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記ＰＴＯ用モータに供給される電力を減少させる。

【0008】

これにより、油圧機器の動作が不安定になるのを防止しながら、バッテリーの過負荷を防止することができる。

【0009】

本発明の第２の観点によれば、以下の構成の電動トラクタが提供される。即ち、この電動トラクタは、油圧ポンプと、ポンプ用モータと、走行用モータと、バッテリーと、制御部と、を備える。前記油圧ポンプは、走行機体が備える油圧装置に作動油を供給する。前記ポンプ用モータは、前記油圧ポンプを駆動する電動モータである。前記走行用モータは、前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである。前記バッテリーは、前記ポンプ用モータ及び前記走行用モータで共通であり、これらのモータに電力を供給する。前記制御部は、前記ポンプ用モータ及び前記走行用モータに対する電力の分配を制御する。前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ポンプ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記走行用モータに供給される電力を減少させる。

【0010】

これにより、油圧機器の動作が不安定になるのを防止しながら、バッテリーの過負荷を防止することができる。また、バッテリーの過負荷を、走行機体の速度が減少することでオペレータに早期に知らせることができる。

【0011】

本発明の第３の観点によれば、以下の構成の電動トラクタが提供される。即ち、この電動トラクタは、ＰＴＯ用モータと、走行用モータと、バッテリーと、制御部と、を備える。前記ＰＴＯ用モータは、走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータである。前記走行用モータは、前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである。前記バッテリーは、前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータで共通であり、これらのモータに電力を供給する。前記制御部は、前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータに対する電力の分配を制御する。前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ＰＴＯ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記走行用モータに供給される電力を減少させる。

【0012】

これにより、負荷減少がある程度確実に見込める走行減速を優先して行うことで、バッテリーの過負荷を素早く確実に解消することができる。

【0013】

本発明の第４の観点によれば、以下の構成の電動トラクタが提供される。即ち、電動トラクタは、ＰＴＯ用モータと、走行用モータと、バッテリーと、制御部と、を備える。前記ＰＴＯ用モータは、走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータである。前記走行用モータは、前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである。前記バッテリーは、前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータで共通であり、これらのモータに電力を供給する。前記制御部は、前記ＰＴＯ用モータ及び前記走行用モータを制御する。前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記走行用モータの回転速度を減少させ、これに連動して前記ＰＴＯ用モータの回転速度を減少させる。

【0014】

これにより、過負荷の検出により走行速度が減速した場合でも、作業ピッチの乱れを抑制することができる。

【0015】

本発明の第５の観点によれば、以下の構成の電動トラクタが提供される。即ち、電動トラクタは、油圧ポンプと、ポンプ用モータと、ＰＴＯ用モータと、走行用モータと、バッテリーと、制御部と、を備える。前記油圧ポンプは、走行機体が備える油圧装置に作動油を供給する。前記ポンプ用モータは、前記油圧ポンプを駆動する電動モータである。前記ＰＴＯ用モータは、前記走行機体が備えるＰＴＯ軸を駆動する電動モータである。前記走行用モータは、前記走行機体を走行させるために駆動する電動モータである。前記バッテリーは、前記ポンプ用モータ、前記ＰＴＯ用モータ、及び前記走行用モータで共通であり、これらのモータに電力を供給する。前記制御部は、前記ポンプ用モータ、前記ＰＴＯ用モータ、及び前記走行用モータに対する電力の分配を制御する。前記制御部は、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記ポンプ用モータ、前記ＰＴＯ用モータ、及び前記走行用モータのうち、前記走行用モータに供給される電力を最も優先して減少させる。前記走行用モータに供給される電力を減少させた後も、前記バッテリーの過負荷状態が検知された場合に、前記制御部は、前記ポンプ用モータに供給される電力を減少させるよりも優先して、前記ＰＴＯ用モータに供給される電力を減少させる。

【0016】

これにより、油圧機器の動作の安定性を確保しながら、バッテリーの過負荷を防止することができる。負荷減少がある程度確実に見込める走行減速をＰＴＯ減速よりも優先して行うことで、バッテリーの過負荷を素早く確実に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動トラクタの全体的な構成を示すブロック図。

【図2】第１バッテリーに過負荷が発生した場合の本実施形態の制御を説明するグラフ。

【図3】電気駆動コントローラにおいて行われる処理を説明するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電動トラクタ１の全体的な構成を示すブロック図である。図２は、第１バッテリー２１に過負荷が発生した場合の本実施形態の制御を説明するグラフである。図３は、電気駆動コントローラ６１において行われる処理を説明するフローチャートである。

【0019】

図１に示す電動トラクタ１は、農業用のトラクタとして構成されている。電動トラクタ１は、圃場を走行可能な車体部としての走行機体２を備える。

【0020】

走行機体２には、作業機３を連結することができる。作業機３としては、例えば、耕耘機（管理機）、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等がある。必要に応じて、様々な種類の作業機３を走行機体２に装着することができる。

【0021】

走行機体２の前部は、左右１対の前輪４で支持され、走行機体２の後部は、左右１対の後輪５で支持されている。

【0022】

走行機体２の後部には、トランスミッション装置６が配置されている。トランスミッション装置６の内部には、例えば歯車列からなる変速機構が配置されている。トランスミッション装置６は、後述の走行用モータ４１から入力された動力を変速する。トランスミッション装置６において変速された動力は、前輪４及び後輪５に伝達される。

【0023】

電動トラクタ１の適宜の位置には、走行用モータ４１と、ポンプ用モータ４２と、ＰＴＯ用モータ４３と、が配置されている。

【0024】

走行用モータ４１は、後輪５及び前輪４を回転させるための駆動力を発生する。走行用モータ４１の出力軸は、トランスミッション装置６の入力軸と連結される。

【0025】

ポンプ用モータ４２は、油圧ポンプ７を駆動する。油圧ポンプ７は、各種の油圧装置に作動油を供給するための装置であり、走行機体２の適宜の位置に配置されている。

【0026】

油圧ポンプ７が作動油を供給する対象としての油圧装置は任意であるが、例えば、図略の昇降アクチュエータを挙げることができる。昇降アクチュエータは、走行機体２に装着されている作業機３の高さ及び姿勢を調整するために、走行機体２の後部に設けられている。このほかにも、油圧ポンプ７は、例えば、図略の油圧ステアリング装置に作動油を供給するために用いられても良い。

【0027】

ＰＴＯ用モータ４３は、ＰＴＯ軸８を駆動する。ＰＴＯ軸８は、作業機３が走行機体２に連結された状態で、当該作業機３の入力軸と連結可能である。ＰＴＯ用モータ４３は、ＰＴＯ軸８を介して作業機３を駆動することができる。

【0028】

走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３は、何れも電動モータとして構成されている。これらのモータは、例えば永久磁石形同期電動機（ＰＭモータ）として構成することができるが、これに限定されない。

【0029】

走行機体２は、第１バッテリー（バッテリー）２１と、第２バッテリー２２と、ＢＭＳユニット２６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７と、走行用インバータ４６と、ポンプ用インバータ４７と、ＰＴＯ用インバータ４８と、を備える。

【0030】

第１バッテリー２１は、高圧用のバッテリーである。第１バッテリー２１は、走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３に電力を供給する。

【0031】

走行機体２には、ＢＭＳユニット（バッテリー管理装置）２６が設けられている。ＢＭＳとは、バッテリー管理システムの略称である。ＢＭＳユニット２６はコンピュータとして構成されており、第１バッテリー２１の電圧、温度等を監視して、異常を検知する機能を有する。ＢＭＳユニット２６は、後述の電気駆動コントローラ６１に電気的に接続されている。

【0032】

第２バッテリー２２は、補機用のバッテリーであり、その出力電圧は第１バッテリー２１よりも低い。第２バッテリー２２は、補機類２８に電力を供給する。補機類２８としては様々に考えられるが、例えば、冷却ファンの電動モータ、及び、冷却水を循環させるポンプの電動モータ等が考えられる。

【0033】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２７は、第１バッテリー２１の高電圧を、第２バッテリー２２の充電のために、より低い電圧に変換する。

【0034】

第１バッテリー２１及び第２バッテリー２２の構成は任意であり、例えばリチウムイオン２次電池とすることができる。

【0035】

走行用インバータ４６、ポンプ用インバータ４７、及びＰＴＯ用インバータ４８は、対応する３つの電動モータにそれぞれ電気的に接続されている。３つのインバータは何れも、共通の第１バッテリー２１に電気的に接続されている。これらのインバータは、第１バッテリー２１の電圧を昇圧して、走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３に供給する。

【0036】

走行機体２は、電気駆動コントローラ（制御部）６１を備える。走行用インバータ４６、ポンプ用インバータ４７、及びＰＴＯ用インバータ４８は、それぞれ電気駆動コントローラ６１に電気的に接続されている。

【0037】

電気駆動コントローラ６１は公知のコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。電気駆動コントローラ６１は、３つのインバータを介して、３つの伝動モータのそれぞれの動作を制御する。電気駆動コントローラ６１は電動モータのそれぞれの回転速度を制御するが、一般的に、電動モータの回転速度は消費電力に密接に関連している。従って、電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１から走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３への電力の分配を、３つのインバータを介して実質的に制御しているということができる。

【0038】

電気駆動コントローラ６１は、更に、各部の温度及び負荷を監視し、必要に応じてそれぞれの電動モータの制限運転を自動的に行う。

【0039】

電動トラクタ１は、複数の操作部材５１と、複数の操作センサ５２と、を備える。

【0040】

操作部材５１は、オペレータが操作可能なレバー、ペダル、ダイアル、スイッチ、タッチパネル等の部材である。本実施形態では、操作部材５１として何れも公知のものが用いられているので、簡単に説明する。一例として、操作部材５１は、ステアリングハンドルと、走行変速レバーと、リバーサレバーと、走行モードスイッチと、ＰＴＯ変速レバーと、ドラフトレバーと、作業機昇降レバーと、を備える。

【0041】

ステアリングハンドルは、前輪４の切れ角を変更するための操作部材である。走行変速レバーは、電動トラクタ１の走行速度を変更するための操作部材である。リバーサレバーは、電動トラクタ１の前進／後進を切り換えるための操作部材である。走行モードスイッチは、例えば、後輪５のみの２輪駆動と、後輪５及び前輪４による４輪駆動と、を切り換えるための操作部材である。ＰＴＯ変速レバーは、ＰＴＯ軸８の回転速度を変更するための操作部材である。ドラフトレバーは、牽引負荷に応じて作業機３の高さを自動的に変更することで所定の牽引力を維持するドラフトコントロール制御を行う場合に、牽引力を指示するための操作部材である。作業機昇降レバーは、作業機３の高さを変更するための操作部材である。

【0042】

操作センサ５２は、例えば、ポテンショメータ、スイッチ、光センサ、タッチパネルセンサ等として構成されている。操作センサ５２は、オペレータが操作部材５１に対して行った操作を検出することができる。操作センサ５２は、後述のトラクタ側コントローラ６２に電気的に接続されている。

【0043】

走行機体２は、トラクタ側コントローラ６２を備える。トラクタ側コントローラ６２は公知のコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。

【0044】

トラクタ側コントローラ６２と電気駆動コントローラ６１とは電気的に接続されており、制御信号の送受信をすることができる。本実施形態ではＣＡＮ通信によって制御信号のやり取りが実現されているが、通信は他の方式で行われても良い。

【0045】

トラクタ側コントローラ６２から電気駆動コントローラ６１へ送信する信号としては、例えば、走行機体２の走行速度指令値、ＰＴＯ軸８の回転速度指令値、走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３のトルク指令値を挙げることができる。このほかにも、例えば、上述の走行モード、リバーサレバーの操作位置、制御ゲイン、油圧弁の解放レベル等を、トラクタ側コントローラ６２から電気駆動コントローラ６１へ送信することができる。

【0046】

電気駆動コントローラ６１からトラクタ側コントローラ６２へ送信する信号としては、例えば、走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３の回転速度及びトルクの実際の値を挙げることができる。このほかにも、例えば、第１バッテリー２１の充電率、第１バッテリー２１の出力許容値までの余裕度、モータスリップ率等を、電気駆動コントローラ６１からトラクタ側コントローラ６２へ送信することができる。

【0047】

電動トラクタ１は更に、メータ装置５３及び油圧コントローラ５４を備える。

【0048】

メータ装置５３は、電動トラクタ１の状態、例えば車速等を、オペレータが視認可能に表示することができる。メータ装置５３は、トラクタ側コントローラ６２に電気的に接続されている。

【0049】

油圧コントローラ５４は、例えば上記の昇降アクチュエータの動作を、図略の電磁バルブを介して制御することができる。

【0050】

続いて、電気駆動コントローラ６１が行う制御について、図２を参照して説明する。なお、図２のグラフは説明のために概念的に示したものであり、それぞれの電動モータが厳密に当該グラフのように制御されるとは限らない。

【0051】

作業機３（例えば、耕耘機）を走行機体２に装着した電動トラクタ１が、走行しながら作業を行う場合を考える。第１バッテリー２１からの電力が走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３に供給され、３つのモータは同時に駆動される。

【0052】

通常は、図２のグラフの（ａ）で示すように、第１バッテリー２１から３つのモータに供給される電力の合計は、第１バッテリー２１の出力許容値を上回ることはない。

【0053】

例えば電動トラクタ１が固い圃場に差し掛かると、耕耘抵抗が増大するので、作業機３を駆動するＰＴＯ用モータ４３の負荷が増大する。この結果、図２の（ｂ）で示すように、全体の出力が、第１バッテリー２１の出力許容値を上回った場合を考える。

【0054】

ここで、第１バッテリー２１への負荷を抑制するために、電気駆動コントローラ６１は、走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２、及びＰＴＯ用モータ４３の全てに対して減速指令を出すこともできる。この構成によっても、第１バッテリー２１の供給電力を減少させることができる。しかし、ポンプ用モータ４２の作動油圧が低下すれば、各種油圧機器の動作が不安定になってしまう。

【0055】

そこで、本実施形態の電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１の供給電力が所定の閾値を上回った場合は、ポンプ用モータ４２の速度よりも優先して、走行用モータ４１又はＰＴＯ用モータ４３を減速させるように構成されている。

【0056】

具体的には、電気駆動コントローラ６１は、図２（ｂ）のように過負荷が検出された場合は、走行用モータ４１だけを直ちに適宜減速させる制御を行う。これにより、走行用モータ４１の消費電力が図２（ｃ）のように減少し、この結果、全体の出力も減少する。

【0057】

走行用モータ４１だけを減速した図２（ｃ）の状態では、（ａ）と（ｂ）において保たれていた、走行用モータ４１の回転速度とＰＴＯ用モータ４３の回転速度の関係が変化してしまう。耕耘した土の粒度が安定しないのは好ましくないので、本実施形態の電気駆動コントローラ６１は、図２（ｃ）の状態とした後、直ちに、減速後の走行速度に対応する速度までＰＴＯ用モータ４３を減速させる制御を行う。

【0058】

この結果、図２（ｄ）のように、走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３の出力がリバランスされる。この結果、第１バッテリー２１の負荷が過大にならず、かつ安定した作業品質を得ることができる。

【0059】

図２の（ａ）～（ｄ）を通じて、ポンプ用モータ４２の出力は一定に維持されている。これにより、油圧機器を安定して確実に動作させることができる。

【0060】

このように、本実施形態では、走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３の出力が第１バッテリー２１にとって過負荷となっている場合は、走行用モータ４１が先ず減速される。従って、電動トラクタ１を運転するオペレータに、作業の過負荷を、走行速度の減速によってわかり易く知らせることができる。また、本実施形態では先行して走行車速だけが減少するが、これは過渡的なものであり、すぐにＰＴＯ用モータ４３が減速して走行車速に追従する。このように車速とＰＴＯ速度が協調して制御されるので、オペレータの細かい調整操作が不要になる。

【0061】

上記では、ＰＴＯ用モータ４３の負荷が増大して第１バッテリー２１が過負荷になった場合について説明したが、ポンプ用モータ４２の負荷が増大して第１バッテリー２１が過負荷になった場合も、実質的に同様の制御が行われる。

【0062】

次に、電気駆動コントローラ６１が行う制御について、図３のフローチャートを参照して説明する。

【0063】

図３の処理が開始されると、電気駆動コントローラ６１は、トラクタ側コントローラ６２から受信した指令に基づく速度で走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２、及びＰＴＯ用モータ４３を駆動するように、走行用インバータ４６、ポンプ用インバータ４７、及びＰＴＯ用インバータ４８を制御する（ステップＳ１０１）。

【0064】

次に、電気駆動コントローラ６１は、走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２、及びＰＴＯ用モータ４３の出力を検出して、合計値を求める。各モータの出力を得る方法としては、各モータに流れる電流値を電流センサによって検出することもできるし、出力軸等にトルクセンサを設けて検出することもできる。

【0065】

電気駆動コントローラ６１は、３つのモータの出力の合計値が所定値を超過しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。出力の合計値が所定値を超過していなければ、処理はステップＳ１０１に戻る。

【0066】

ステップＳ１０２の判断で、３つのモータの出力の合計値が所定値を超過している場合は、電気駆動コントローラ６１は、出力の合計値を監視しながら、走行用インバータ４６を制御して走行用モータ４１を減速していく（ステップＳ１０３）。走行用モータ４１の減速は、３つのモータの出力の合計値が所定値以下になるまで継続される。即ち、３つのモータの出力の合計値と、所定値と、の差に相当する分だけ、走行用モータ４１が減速することになる。

【0067】

走行用モータ４１の減速が完了すると、電気駆動コントローラ６１はＰＴＯ用インバータ４８を制御して、ＰＴＯ用モータ４３の速度を減少させる（ステップＳ１０４）。ＰＴＯ用モータ４３の減速は、走行用モータ４１の速度がステップＳ１０３の制御によって減速した分に比例するように行われる。これにより、電動トラクタ１の作業ピッチ（言い換えれば、耕耘ピッチ）の乱れを素早く元に戻すことができる。

【0068】

走行用モータ４１の回転速度は、例えば、単に電気駆動コントローラ６１から走行用モータ４１への指令に基づいて取得することができる。また、例えばトランスミッション装置６を構成する図略の伝動軸の何れかに回転センサを設け、この回転センサの検出に基づいて、走行用モータ４１の回転速度を取得することもできる。ステップＳ１０３の前後で走行用モータ４１の回転速度を取得することで、ステップＳ１０３において走行用モータ４１がどれだけ減速したかを得ることができる。

【0069】

ポンプ用モータ４２に関しては、電気駆動コントローラ６１は、ステップＳ１０１と同様の速度を維持するようにポンプ用インバータ４７を制御する（ステップＳ１０５）。

【0070】

次に、電気駆動コントローラ６１は、いったん減少させた走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３の速度を徐々に戻すことを試みる（ステップＳ１０６）。即ち、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理により、３つのモータの出力の合計値は、ステップＳ１０２の所定値よりも、ある程度余裕をもって下回ると考えられる。また、ステップＳ１０２で検出された大きな負荷が短時間で収まった場合、当該負荷の減少分も余裕となる。電気駆動コントローラ６１は、３つのモータの出力の合計値を監視しながら、上記の余裕分を解消する形で、走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３の速度を増加させていく。走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３の速度が単位時間あたりに増加する大きさは、両モータの回転速度のバランスが維持されるように適宜定められる。ステップＳ１０６の処理は、３つのモータの出力の合計がステップＳ１０２の所定値に到達するか、走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３の速度が元の指令値に到達するまで行われる。

【0071】

電気駆動コントローラ６１は、所定時間が経過するまで、ステップＳ１０６の処理を反復しながら待機する（ステップＳ１０７）。この所定時間は、走行速度のハンチング防止を考慮して、適宜の長さに定められる。

【0072】

その後、電気駆動コントローラ６１は、ステップＳ１０１で説明した元の指令値で走行用モータ４１、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３が動作可能か否かを判定する（ステップＳ１０８）。この判断は、現在の走行用モータ４１及びＰＴＯ用モータ４３の速度が既に元の指令値に到達しているか否か、及び、現在の３つのモータの出力の合計値がステップＳ１０２の所定値に対して十分に余裕をもって下回っているか否かを調べることにより行うことができる。

【0073】

ステップＳ１０８の判断で、元の指令値で各モータが動作可能と判定した場合は、処理はステップＳ１０１に戻る。元の指令値で各モータが動作不能と判定した場合は、エラーを発生してオペレータに報知する（ステップＳ１０９）。

【0074】

以上に説明したように、本実施形態の電動トラクタ１は、油圧ポンプ７と、ポンプ用モータ４２と、ＰＴＯ用モータ４３と、第１バッテリー２１と、電気駆動コントローラ６１と、を備える。油圧ポンプ７は、走行機体２が備える油圧装置に作動油を供給する。ポンプ用モータ４２は、油圧ポンプ７を駆動する電動モータである。ＰＴＯ用モータ４３は、走行機体２が備えるＰＴＯ軸８を駆動する電動モータである。第１バッテリー２１は、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３で共通であり、これらのモータに電力を供給する。電気駆動コントローラ６１は、ポンプ用モータ４２及びＰＴＯ用モータ４３に対する電力の分配を制御する。電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１の過負荷状態が検知された場合に、ポンプ用モータ４２に供給される電力を減少させるよりも優先して、ＰＴＯ用モータ４３に供給される電力を減少させる。

【0075】

これにより、油圧機器の動作が不安定になるのを防止しながら、第１バッテリー２１の過負荷を防止することができる。

【0076】

また、本実施形態の電動トラクタ１は、走行用モータ４１を備える。走行用モータ４１は、走行機体２を走行させるために駆動する電動モータである。第１バッテリー２１は、ポンプ用モータ４２及び走行用モータ４１で共通であり、これらのモータに電力を供給する。電気駆動コントローラ６１は、ポンプ用モータ４２及び走行用モータ４１に対する電力の分配を制御する。電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１の過負荷状態が検知された場合に、ポンプ用モータ４２に供給される電力を減少させるよりも優先して、走行用モータ４１に供給される電力を減少させる。

【0077】

これにより、油圧機器の動作が不安定になるのを防止しながら、第１バッテリー２１の過負荷を防止することができる。また、第１バッテリー２１の過負荷を、走行機体２の速度が減少することでオペレータに早期に知らせることができる。

【0078】

本実施形態の電動トラクタ１において、電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１の過負荷状態が検知された場合に、ＰＴＯ用モータ４３に供給される電力を減少させるよりも優先して、走行用モータ４１に供給される電力を減少させる。

【0079】

これにより、負荷減少がある程度確実に見込める走行減速を優先して行うことで、第１バッテリー２１の過負荷を素早く確実に解消することができる。

【0080】

本実施形態の電動トラクタ１において、電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１の過負荷状態が検知された場合に、走行用モータ４１の回転速度を減少させ、これに連動してＰＴＯ用モータ４３の回転速度を減少させる。

【0081】

これにより、過負荷の検出により走行速度が減速した場合でも、作業ピッチの乱れを抑制することができる。

【0082】

本実施形態の電動トラクタ１において、電気駆動コントローラ６１は、第１バッテリー２１の過負荷状態が検知された場合に、ポンプ用モータ４２、ＰＴＯ用モータ４３、及び走行用モータ４１のうち、走行用モータ４１に供給される電力を最も優先して減少させる。走行用モータ４１に供給される電力を減少させた後も、第１バッテリー２１の過負荷状態が検知された場合、電気駆動コントローラ６１は、ポンプ用モータ４２に供給される電力を減少させるよりも優先して、ＰＴＯ用モータ４３に供給される電力を減少させる。

【0083】

これにより、油圧機器の動作の安定性を確保しながら、第１バッテリー２１の過負荷を防止することができる。負荷減少がある程度確実に見込める走行減速をＰＴＯ減速よりも優先して行うことで、第１バッテリー２１の過負荷を素早く確実に解消することができる。

【0084】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0085】

上記の実施形態においては、電力供給の優先順位として、第１順位がポンプ用モータ４２、第２順位がＰＴＯ用モータ４３、第３順位が走行用モータ４１となっている。しかしながら、例えば、第２順位が走行用モータ４１、第３順位がＰＴＯ用モータ４３であっても良い。

【0086】

図３のステップＳ１０４に示すＰＴＯ用モータ４３の減速は、ステップＳ１０３の走行用モータ４１の減速と同時並行的に行われても良い。

【0087】

ステップＳ１０４のＰＴＯ用モータ４３の速度の調整を自動的に行わず、オペレータに手動操作で行わせても良い。

【0088】

図３の処理が、電気駆動コントローラ６１に代えてトラクタ側コントローラ６２側で行われても良い。

【0089】

第１バッテリー２１の過負荷が検知され、ステップＳ１０３において走行用モータ４１の回転速度をゼロにしても、各モータの出力合計が所定値を超過して過負荷状態である場合は、ＰＴＯ用モータ４３の回転速度を直ちに減速させることが好ましい。例えば、山あいの圃場において土中に大きな石塊があるようなときは、走行機体２が停止しても、ＰＴＯ用モータ４３のＰＴＯ用モータ４３への負荷が相当に大きい場合もある。また、更に、ＰＴＯ用モータ４３の回転速度をゼロにしても各モータの出力合計が所定値を超過して過負荷状態である場合は、ポンプ用モータ４２の回転速度を減速させるように制御しても良い。

【符号の説明】

【0090】

１ 電動トラクタ
２ 走行機体
７ 油圧ポンプ
８ ＰＴＯ軸
２１ 第１バッテリー（バッテリー）
４１ 走行用モータ
４２ ポンプ用モータ
４３ ＰＴＯ用モータ
６１ 電気駆動コントローラ（制御部）

【図1】

【図2】

【図3】