JP5699509B2

JP5699509B2 - Riding lawn mower vehicle and control method thereof

Info

Publication number: JP5699509B2
Application number: JP2010218230A
Authority: JP
Inventors: 郁夫岩崎; 倫教志田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: JP2012075254A

Description

本発明は、作業者が乗車して運転しながら芝の刈り取りを行うことが可能な乗用型芝刈り車両及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a riding lawnmower vehicle that allows an operator to ride and drive a lawn while mowing and driving, and a control method therefor.

乗用型芝刈り車両は、車輪が取り付けられた車体と、車体に設けられた昇降可能な芝刈りユニット（リール）とを備えており、作業者が車両に乗車して運転しながら芝の刈り取りを行うことが可能である。このため、乗用型芝刈り車両は、作業者が車両の後側から操作する手押し式（ウォークビハインド式）芝刈り車両よりも、例えばゴルフ場におけるグリーンや競技場等の広範な領域の芝を刈り取るのに適している。 Riding lawn mower vehicles are equipped with a vehicle body with wheels attached and a lawn mowing unit (reel) that can be raised and lowered provided on the vehicle body. Is possible. For this reason, the riding lawn mowing vehicle cuts grass in a wider area such as a green field or a stadium than a push-type (walk-behind type) lawn mowing vehicle operated by an operator from the rear side of the vehicle. Suitable for

従来の乗用型芝刈り車両は、エンジン等の内燃機関を動力発生源等として備えており、内燃機関で発生する動力を用いて車輪や油圧シリンダ（芝刈りユニットを昇降させる油圧シリンダ）を駆動するものが多かった。しかしながら、近年では、温室効果ガスの一種である二酸化炭素（ＣＯ_２）の排出量を低減すべく、モータの動力を用いて走行や芝刈りユニットの駆動（昇降含む）を行うハイブリッド式或いは電動式の乗用型芝刈り車両の研究・開発が盛んに行われている。 A conventional riding lawn mower vehicle includes an internal combustion engine such as an engine as a power generation source and the like, and drives wheels and hydraulic cylinders (hydraulic cylinders that raise and lower the lawn mowing unit) using the power generated by the internal combustion engine. There were many things. However, in recent years, in order to reduce the amount of carbon dioxide (CO ₂ ), which is a kind of greenhouse gas, a hybrid type or an electric type that drives (including raising and lowering) a lawn mowing unit using the power of a motor. Research and development of passenger-type lawn mowing vehicles is actively underway.

以下の特許文献１には、エンジンを動力発生源として備える乗用型芝刈り車両やトラクタ等の車両において、停止時における芝の損傷を防止する技術が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、車両を停止させるため変速操作部が中立位置に操作されたときに、車両の停止が検出されてからブレーキ装置をブレーキ制動状態に切換えることで、走行輪が急制動されてロック状態となるのを防止する技術が開示されている。 Patent Document 1 below discloses a technique for preventing turf damage at the time of stopping in a vehicle such as a riding lawn mowing vehicle or a tractor equipped with an engine as a power generation source. Specifically, in Patent Document 1 below, when the speed change operation unit is operated to the neutral position to stop the vehicle, the brake device is switched to the brake braking state after the stop of the vehicle is detected. A technique for preventing a wheel from being suddenly braked and being locked is disclosed.

特開平６−１９１３２７号公報JP-A-6-191327

ところで、一般的に、エンジンは、低回転域（例えば、１０００ｒｐｍ程度の回転域）のトルクが小さいのに対し、モータは、低回転域でも大きなトルクを得ることが可能である。このため、モータの動力を用いて走行を行う乗用型芝刈り車両（例えば、前述したハイブリッド式或いは電動式の乗用型芝刈り車両）は、作業者によりペダルの誤操作がなされると、エンジンを備える乗用型芝刈り車両よりも車輪がスリップ（空転）しやすくなると考えられる。 By the way, in general, an engine has a small torque in a low rotation range (for example, a rotation range of about 1000 rpm), whereas a motor can obtain a large torque even in a low rotation range. For this reason, a riding lawn mower vehicle that travels using the power of the motor (for example, the above-described hybrid or electric riding lawn mower vehicle) includes an engine when an operator misoperates the pedal. It is considered that the wheels are more likely to slip (idle) than a riding lawn mower.

ここで、上記の車輪のスリップは、走行開始時におけるペダルの誤操作が原因で生ずるばかりではなく、走行中におけるペダルの誤操作によっても生じ得る。このため、作業者は、乗用型芝刈り車両の運転中は細心の注意を払ってペダルを操作する必要があり、作業者の負担が増大する虞が考えられる。このような車輪のスリップが生ずると、例えば芝の刈り取りが行われた場所に損傷した芝が点在しているといった状況が生じ得るため、結果的に芝の刈り取り品質が低下してしまうという問題がある。 Here, the wheel slip described above is not only caused by an erroneous operation of the pedal at the start of traveling, but can also be caused by an erroneous operation of the pedal during traveling. For this reason, it is necessary for the operator to operate the pedal with great care while driving the riding lawn mowing vehicle, which may increase the burden on the operator. When such wheel slip occurs, for example, there may be a situation where damaged turf is scattered at the place where turf mowing has been performed, and as a result, the turf mowing quality deteriorates. There is.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車輪のスリップを抑制して芝の損傷を防止することができる乗用型芝刈り車両及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a riding-type lawn mowing vehicle that can prevent wheel damage by suppressing wheel slip and a control method therefor.

上記課題を解決するために、本発明の乗用型芝刈り車両は、車輪（１１ａ、１１ｂ）を回転させる駆動力を発生するモータ（４１）を備える乗用型芝刈り車両（１）において、前記モータの回転数を検出する第１センサ（Ｑ１）と、前記モータに流れる電流の電流値を検出する第２センサ（Ｑ２）と、前記第１，第２センサの少なくとも一方の検出結果に基づいて前記車輪がスリップ状態であるか否かを判定する判定部（３８ａ）と、前記車輪がスリップ状態であると前記判定部で判定された場合に前記モータのトルクを減ずる制御を行う制御部（３８ｃ）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の乗用型芝刈り車両は、前記判定部が、前記第１センサの検出結果の変化率が予め設定された制限値以上である場合に前記車輪がスリップ状態であると判定する第１判定部（Ｊ１）と、前記第２センサで検出される電流値が、車両の走行状態に応じて前記モータに流れるべき電流の最低値である最低駆動電流値以下である場合に前記車輪がスリップ状態であると判定する第２判定部（Ｊ２）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の乗用型芝刈り車両は、車両の速度を検出する速度センサ（３６）と、車両の姿勢を検出する姿勢センサ（３７）と、前記速度センサ及び姿勢センサの検出結果を用いて前記最低駆動電流値を算出する算出部（３８ｂ）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の乗用型芝刈り車両は、前記算出部が、前記速度センサ及び姿勢センサの検出結果と路面抵抗とから走行抵抗を求め、該走行抵抗と前記第１センサの検出結果とから前記最低駆動電流値を算出することを特徴としている。
また、本発明の乗用型芝刈り車両は、前記制御部が、前記モータのトルクを間欠的に停止させる制御を行うことを特徴としている。
また、本発明の乗用型芝刈り車両の制御方法は、車輪（１１ａ、１１ｂ）を回転させる駆動力を発生するモータ（４１）を備える乗用型芝刈り車両（１）の制御方法であって、前記モータの回転数を検出する第１ステップ（Ｓ１１）と、前記モータに流れる電流の電流値を検出する第２ステップ（Ｓ１９）と、前記第１，第２ステップの少なくとも一方の検出結果に基づいて前記車輪がスリップ状態であるか否かを判定する第３ステップ（Ｓ１３、Ｓ１９）と、前記車輪がスリップ状態であると前記第３ステップで判定された場合に前記モータのトルクを減ずる制御を行う第４ステップ（Ｓ２２）とを有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the riding lawn mowing vehicle of the present invention includes a motor (41) that generates a driving force for rotating wheels (11a, 11b). Based on the detection result of at least one of the first sensor (Q1) for detecting the number of rotations, the second sensor (Q2) for detecting the current value of the current flowing through the motor, and the first and second sensors. A determination unit (38a) that determines whether or not the wheel is in a slip state, and a control unit (38c) that performs control to reduce the torque of the motor when the determination unit determines that the wheel is in a slip state. It is characterized by comprising.
In the riding-type lawn mower vehicle of the present invention, the determination unit determines that the wheel is in a slip state when the rate of change of the detection result of the first sensor is equal to or greater than a preset limit value. When the current value detected by the 1 determination unit (J1) and the second sensor is equal to or less than the minimum drive current value that is the minimum value of the current that should flow to the motor according to the running state of the vehicle, A second determination unit (J2) that determines that the vehicle is in the slip state is provided.
The riding lawn mowing vehicle of the present invention uses a speed sensor (36) for detecting the speed of the vehicle, an attitude sensor (37) for detecting the attitude of the vehicle, and detection results of the speed sensor and the attitude sensor. And a calculation unit (38b) for calculating the minimum drive current value.
In the riding lawn mower vehicle of the present invention, the calculation unit obtains a running resistance from the detection results of the speed sensor and the attitude sensor and the road surface resistance, and the detection result of the running resistance and the first sensor The minimum drive current value is calculated.
In the riding lawn mower vehicle of the present invention, the control unit performs control to intermittently stop the torque of the motor.
The method for controlling a riding lawn mower vehicle of the present invention is a method for controlling a riding lawn mower vehicle (1) including a motor (41) that generates a driving force for rotating wheels (11a, 11b). Based on the detection result of at least one of the first step (S11) for detecting the rotational speed of the motor, the second step (S19) for detecting the current value of the current flowing through the motor, and the first and second steps. A third step (S13, S19) for determining whether or not the wheel is in a slip state, and a control for reducing the torque of the motor when it is determined in the third step that the wheel is in a slip state. And a fourth step (S22) to be performed.

本発明によれば、モータの回転数を検出する第１センサと、モータに流れる電流の電流値を検出する第２センサとの少なくとも一方の検出結果に基づいて車輪がスリップ状態であるか否かを判定し、車輪がスリップ状態であると判定部で判定された場合にモータのトルクを減ずる制御を行っているため、車輪のスリップが抑制されて芝の損傷を防止することができるという効果がある。 According to the present invention, whether or not the wheel is in a slip state based on the detection result of at least one of the first sensor that detects the rotation speed of the motor and the second sensor that detects the current value of the current flowing through the motor. When the determination unit determines that the wheel is in the slip state, control is performed to reduce the torque of the motor, so that the slip of the wheel is suppressed and turf damage can be prevented. is there.

本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an external appearance of a riding lawn mowing vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両の制御系統の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the control system of the riding type lawn mower vehicle by one Embodiment of this invention. 乗用型芝刈り車両の前輪がスリップ状態になった場合のモータの回転数及びモータに流れる電流の変化例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of the rotation speed of a motor and the electric current which flows into a motor when the front wheel of a riding-type lawn mower vehicle will be in a slip state. 本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the riding-type lawn mower vehicle by one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両及びその制御方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両の外観を示す斜視図である。図１に示す通り、本実施形態の乗用型芝刈り車両１は、フレーム１０に支持される２つの前輪１１ａ，１１ｂ（車輪）及び１つの後輪１２と、２つの前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び１つの後側芝刈りユニット１４とを備えており、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２によって走行しつつ、走行経路に沿って前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４により芝の刈り取りを行う。 Hereinafter, a riding lawnmower vehicle and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a riding lawn mower according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the riding lawnmower vehicle 1 of this embodiment includes two front wheels 11a and 11b (wheels) and one rear wheel 12 supported by a frame 10, and two front lawn mowing units 13a and 13b. And one rear lawn mowing unit 14, while traveling by the front wheels 11 a and 11 b and the rear wheel 12, the front lawn mowing units 13 a and 13 b and the rear lawn mowing unit 14 along the traveling path Mowing.

図１に示す乗用型芝刈り車両１は、モータで発生する動力を用いて走行を行うとともに、モータで発生する動力を用いて芝の刈り取りを行う電動式の乗用型芝刈り車両である。尚、乗用型芝刈り車両１が備える前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４の各々には、刈り取られた芝（刈芝）を収容するバケットが取り付けられるが、図１ではバケットが取り外されている状態を図示している。 A riding-type lawn mowing vehicle 1 shown in FIG. 1 is an electric riding-type lawn mowing vehicle that travels using power generated by a motor and cuts grass using power generated by the motor. Note that each of the front lawn mowing units 13a and 13b and the rear lawn mowing unit 14 provided in the riding type lawn mower vehicle 1 is provided with a bucket for accommodating the cut lawn (mowing lawn). The figure which has been removed is shown.

フレーム１０の略中央上部には、作業者が着席するシート１５が配設されている。このシート１５の前方上部にはステアリングホイール１６が設けられており、前方下部には後進アクセルペダル１７、前進アクセルペダル１８、及びブレーキペダル１９が設けられている。シート１５に着席した作業者によってステアリングホイール１６が操作されることで乗用型芝刈り車両１の進行方向が定められ、後進アクセルペダル１７、前進アクセルペダル１８、及びブレーキペダル１９が操作されることにより、乗用型芝刈り車両１の後進、前進、停止、及び走行速度が定められる。 A seat 15 on which an operator is seated is disposed substantially at the upper center of the frame 10. A steering wheel 16 is provided at the upper front portion of the seat 15, and a reverse accelerator pedal 17, a forward accelerator pedal 18, and a brake pedal 19 are provided at the lower front portion. By operating the steering wheel 16 by an operator seated on the seat 15, the traveling direction of the riding lawn mowing vehicle 1 is determined, and the reverse accelerator pedal 17, the forward accelerator pedal 18, and the brake pedal 19 are operated. The reverse, forward, stop and travel speed of the riding lawn mowing vehicle 1 are determined.

前輪１１ａ，１１ｂは、フレーム１０の右側前方下部及び左側前方下部にそれぞれ配設されており、モータ４１（図１では図示省略、図２参照）で発生する動力によって駆動される駆動輪であり、車両の左右方向に沿う回転軸の周りで回転可能にフレーム１０に支持されている。後輪１２は、フレーム１０の中央後方下部に配設されており、ステアリングホイール１６の回転量に応じて左右方向に揺動可能に構成されて操舵輪として機能する。後輪１２の左右方向への揺動に合わせて後輪１２の回転軸も揺動するため、ステアリングホイール１６を回転させることにより乗用型芝刈り車両１の進行方向が変更される。 The front wheels 11a and 11b are respectively disposed on the right front lower portion and the left front lower portion of the frame 10, and are drive wheels driven by power generated by a motor 41 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2). It is supported by the frame 10 so as to be rotatable around a rotation axis along the left-right direction of the vehicle. The rear wheel 12 is disposed at the lower center rear portion of the frame 10 and is configured to be swingable in the left-right direction in accordance with the rotation amount of the steering wheel 16 and functions as a steering wheel. As the rear wheel 12 swings in the left-right direction, the rotating shaft of the rear wheel 12 also swings. Therefore, the traveling direction of the riding lawn mowing vehicle 1 is changed by rotating the steering wheel 16.

前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂは、前輪１１ａ，１１ｂの各々の前方において昇降可能に支持されており、下降して前輪１１ａ，１１ｂの前方で地面に接している状態で芝の刈り取りを行う。これら前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂの各々は、前側ローラ２１、電動リール２２（回転刃）、不図示の後側ローラ、及びモータ２４を備える。前側ローラ２１及び不図示の後側ローラは、下降した状態にある前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂを地面上に支持するために設けられている。 The front lawn mowing units 13a and 13b are supported so as to be movable up and down in front of each of the front wheels 11a and 11b, and move down to cut the lawn while in contact with the ground in front of the front wheels 11a and 11b. Each of these front lawn mowing units 13 a and 13 b includes a front roller 21, an electric reel 22 (rotary blade), a rear roller (not shown), and a motor 24. The front roller 21 and a rear roller (not shown) are provided to support the front lawn mowing units 13a and 13b in a lowered state on the ground.

電動リール２２は、芝を刈るための螺旋状の刃が側面に複数形成された略円柱形状の部材であって、回転軸が車両の左右方向に設定されており、モータ２４によって駆動される。この電動リール２２は、前側ローラ２１と不図示の後側ローラとの間に配設され、刈り取った後の芝の高さの分だけ前側ローラ２１及び不図示の後側ローラよりも上方に配置されている。尚、前側ローラ２１及び不図示の後側ローラに対する電動リール２２の高さ位置は、例えば数ｍｍ〜十数ｍｍ程度の範囲で微調整が可能である。 The electric reel 22 is a substantially cylindrical member in which a plurality of spiral blades for mowing the lawn are formed on the side surface, the rotation axis is set in the left-right direction of the vehicle, and is driven by the motor 24. The electric reel 22 is disposed between the front roller 21 and a rear roller (not shown), and is disposed above the front roller 21 and the rear roller (not shown) by the height of the grass after cutting. Has been. The height position of the electric reel 22 relative to the front roller 21 and the rear roller (not shown) can be finely adjusted within a range of, for example, about several mm to several tens of mm.

フレーム１０の前部には、中央部から右方向に延びる支持アーム２５ａと、中央部から左方向に延びる支持アーム２５ｂとが設けられている。支持アーム２５ａは、その右端部において車両の前後方向における回転軸の周りで前側芝刈りユニット１３ａを揺動可能に支持しており、支持アーム２５ｂは、その左端部において車両の前後方向における回転軸の周りで前側芝刈りユニット１３ｂを揺動可能に支持している。このため、車両の左右方向に地面が傾斜していても、その傾斜に合わせて前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂを傾斜させることができる。 A support arm 25a extending in the right direction from the central portion and a support arm 25b extending in the left direction from the central portion are provided at the front portion of the frame 10. The support arm 25a supports the front lawn mowing unit 13a so as to be swingable around the rotation axis in the front-rear direction of the vehicle at the right end thereof, and the support arm 25b rotates at the left end of the rotation axis in the front-rear direction of the vehicle. The front lawn mowing unit 13b is supported so as to be swingable. For this reason, even if the ground is inclined in the left-right direction of the vehicle, the front lawn mowing units 13a and 13b can be inclined in accordance with the inclination.

支持アーム２５ａ，２５ｂには、電動アクチュエータとしての電動シリンダ２６ａ，２６ｂが取り付けられている。電動シリンダ２６ａが伸縮すると支持アーム２５ａの右端部が上下方向に移動し、これにより前側芝刈りユニット１３ａが昇降する。同様に、電動シリンダ２６ｂが伸縮すると支持アーム２５ｂの左端部が上下方向に移動し、これにより前側芝刈りユニット１３ｂが昇降する。つまり、支持アーム２５ａ，２５ｂ及び電動シリンダ２６ａ，２６ｂは、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂを昇降させる昇降機構をなす。尚、図１では、前側芝刈りユニット１３ａが上昇しており、前側芝刈りユニット１３ｂが下降している状態を図示している。 Electric cylinders 26a and 26b as electric actuators are attached to the support arms 25a and 25b. When the electric cylinder 26a expands and contracts, the right end of the support arm 25a moves up and down, and the front lawn mowing unit 13a moves up and down. Similarly, when the electric cylinder 26b expands and contracts, the left end portion of the support arm 25b moves in the vertical direction, whereby the front lawn mowing unit 13b moves up and down. That is, the support arms 25a and 25b and the electric cylinders 26a and 26b constitute an elevating mechanism that elevates and lowers the front lawn mowing units 13a and 13b. In FIG. 1, the front lawn mowing unit 13a is raised, and the front lawn mowing unit 13b is lowered.

後側芝刈りユニット１４は、前輪１１ａ，１１ｂと後輪１２との間において昇降可能に支持されており、下降して後輪１２の前方で地面に接している状態で芝の刈り取りを行う。この後側芝刈りユニット１４は、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂと同様に、前側ローラ２１、電動リール２２（回転刃）、不図示の後側ローラ、及びモータ２４を備えており、電動シリンダ２６ａ，２６ｂと同様の電動シリンダ（電動アクチュエータ）等を備える不図示の昇降機構によって昇降される。尚、後側芝刈りユニット１４も、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂと同様に、車両の前後方向における回転軸の周りで揺動可能に支持されており、車両の左右方向における地面の傾斜に合わせて傾斜が可能である。 The rear lawn mowing unit 14 is supported between the front wheels 11a and 11b and the rear wheel 12 so as to be able to move up and down, and cuts the lawn while being lowered and in contact with the ground in front of the rear wheel 12. Similar to the front lawn mowing units 13a and 13b, the rear lawn mowing unit 14 includes a front roller 21, an electric reel 22 (rotary blade), a rear roller (not shown), and a motor 24, and an electric cylinder 26a. , 26b is lifted and lowered by a lifting mechanism (not shown) including an electric cylinder (electric actuator) and the like. As with the front lawn mowing units 13a and 13b, the rear lawn mowing unit 14 is also supported so as to be able to swing around a rotation axis in the front-rear direction of the vehicle, and matches the inclination of the ground in the left-right direction of the vehicle. Can be tilted.

また、シート１５の右側前方（ステアリングホイール１６の右側）には、タッチパネル式の表示装置（例えば、液晶表示装置）２７が設けられている。この表示装置２７は、作業者の指示を入力するとともに、乗用型芝刈り車両１の現在の状態を示す情報等の各種情報を表示するものである。前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４の昇降、及びこれらに設けられた電動リール２２の始動・停止は、作業者が表示装置２７を操作することによって入力される指示に応じて制御される。表示装置２７に表示される情報としては、乗用型芝刈り車両１の走行速度、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４の各々に設けられた電動リール２２の回転速度、及び芝の育成状況を示す情報等の情報である。 Further, a touch panel display device (for example, a liquid crystal display device) 27 is provided in front of the right side of the seat 15 (on the right side of the steering wheel 16). This display device 27 is for inputting various instructions such as information indicating the current state of the riding lawn mowing vehicle 1 as well as inputting instructions from the operator. The raising / lowering of the front lawn mowing units 13a, 13b and the rear lawn mowing unit 14 and the starting / stopping of the electric reels 22 provided thereto are in accordance with instructions input by the operator operating the display device 27. Be controlled. The information displayed on the display device 27 includes the traveling speed of the riding lawn mowing vehicle 1, the rotational speed of the electric reels 22 provided in each of the front lawn mowing units 13a and 13b and the rear lawn mowing unit 14, and the lawn. It is information such as information indicating the development status of the child.

尚、ステアリングホイール１６の下方であって、前進アクセルペダル１８とブレーキペダル１９との間には、乗用型芝刈り車両１の前方を照明する照明装置２８が設けられている。また、シート１５の後方のフレーム１０上には、乗用型芝刈り車両１を動作させる電力を供給するバッテリＢが設けられている。具体的に、バッテリＢから供給される電力は、前輪１１ａ，１１ｂを駆動するモータ４１（図２参照）、後輪１２を揺動させる駆動力を発生する電動シリンダ４５に内蔵されるモータ４２（図２参照）、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４の各々に設けられたモータ２４、及び電動シリンダ２６ａ，２６ｂを駆動する動力を発生するモータ４３ａ，４３ｂ（図２参照）等を駆動するために用いられる。 An illumination device 28 that illuminates the front of the riding lawnmower vehicle 1 is provided below the steering wheel 16 and between the forward accelerator pedal 18 and the brake pedal 19. Further, a battery B for supplying electric power for operating the riding lawn mower 1 is provided on the frame 10 behind the seat 15. Specifically, the electric power supplied from the battery B includes a motor 41 (see FIG. 2) that drives the front wheels 11a and 11b, and a motor 42 (built in an electric cylinder 45 that generates a driving force that swings the rear wheels 12. 2), motors 24a, 43b (see FIG. 2) for generating power for driving the motor 24 and the electric cylinders 26a, 26b provided in the front lawn mowing units 13a, 13b and the rear lawn mowing unit 14, respectively. Used to drive the etc.

図２は、本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両の制御系統の要部構成を示すブロック図である。尚、図２においては、図１に示した構成に相当するものについては同一の符号を付してある。図２に示す通り、乗用型芝刈り車両１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１、ＡＣモータドライバ３２、電動シリンダ用ドライバ３３、電動シリンダ用ドライバ３４ａ，３４ｂ、ＡＣモータドライバ３５ａ，３５ｂ、速度センサ３６、３Ｄジャイロセンサ３７（姿勢センサ）、及び制御装置３８を備える。尚、図２では、電力が伝達される経路を実線で表しており、制御系統に係る信号の経路を破線で表している。 FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the control system of the riding lawn mower vehicle according to one embodiment of the present invention. In FIG. 2, components corresponding to those shown in FIG. As shown in FIG. 2, the riding lawn mowing vehicle 1 includes a DC / DC converter 31, an AC motor driver 32, an electric cylinder driver 33, electric cylinder drivers 34a and 34b, AC motor drivers 35a and 35b, a speed sensor 36, A 3D gyro sensor 37 (attitude sensor) and a control device 38 are provided. In FIG. 2, a path through which power is transmitted is indicated by a solid line, and a signal path related to the control system is indicated by a broken line.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、バッテリＢと各種ドライバ（ＡＣモータドライバ３２〜ＡＣモータドライバ３５ｂ）との間に設けられ、制御装置３８の制御の下で、バッテリＢから各種ドライバに供給される直流電力の電圧変換を行うとともに、前輪１１ａ，１１ｂを駆動するモータ４１で発生してバッテリＢに回収される回生電力の電圧変換を行う。具体的には、バッテリＢの出力電圧を昇圧して各種ドライバに印加し、或いはモータ４１で発生する起電力を降圧してバッテリＢに印加する。 The DC / DC converter 31 is provided between the battery B and various drivers (AC motor driver 32 to AC motor driver 35b), and is supplied with DC power from the battery B to various drivers under the control of the control device 38. Voltage conversion of the regenerative electric power generated by the motor 41 that drives the front wheels 11a and 11b and recovered by the battery B is performed. Specifically, the output voltage of the battery B is boosted and applied to various drivers, or the electromotive force generated by the motor 41 is stepped down and applied to the battery B.

ＡＣモータドライバ３２は、バッテリＢからＤＣ／ＤＣコンバータ３１を介して供給される直流電力を用い、制御装置３８の制御の下で、前輪１１ａ，１１ｂを駆動する動力を発生するモータ４１を駆動する。尚、図２において、モータ４１と前輪１１ａ，１１ｂとの間に設けられているブロック（符号４４が付されたブロック）は、モータ４１で発生する動力（回転動力）を、その回転数を減じて前輪１１ａ，１１ｂに伝達する減速ギア（減速器）を示している。また、ＡＣモータドライバ３２は、制御装置３８の制御の下でモータ４１を発電機として動作させ、モータ４１で発生する回生電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１を介してバッテリＢに回収させる。 The AC motor driver 32 uses direct current power supplied from the battery B via the DC / DC converter 31 and drives a motor 41 that generates power for driving the front wheels 11 a and 11 b under the control of the control device 38. . In FIG. 2, a block (a block denoted by reference numeral 44) provided between the motor 41 and the front wheels 11 a and 11 b reduces the rotational speed of the power (rotational power) generated by the motor 41. The reduction gear (reduction gear) transmitted to the front wheels 11a and 11b is shown. Further, the AC motor driver 32 operates the motor 41 as a generator under the control of the control device 38, and causes the battery B to recover the regenerative power generated by the motor 41 via the DC / DC converter 31.

また、モータ４１には、モータ４１の回転数を検出するエンコーダ又はレゾルバ等のモータ回転数センサＱ１（第１センサ）が設けられており、このモータ回転数センサＱ１の検出結果を示す回転数信号Ｓ１がＡＣモータドライバ３２に入力されている。ＡＣモータドライバ３２には、モータ４１に流れる電流の電流値を検出するモータ電流センサＱ２（第２センサ）が設けられている。ＡＣモータドライバ３２は、制御装置３８との間で通信を行って、回転数信号Ｓ１で示されるモータ４１の回転数、モータ４１に流れている電流、及びモータ４１で発生しているトルク等の情報を送信する。 Further, the motor 41 is provided with a motor rotation speed sensor Q1 (first sensor) such as an encoder or a resolver for detecting the rotation speed of the motor 41, and a rotation speed signal indicating a detection result of the motor rotation speed sensor Q1. S <b> 1 is input to the AC motor driver 32. The AC motor driver 32 is provided with a motor current sensor Q2 (second sensor) that detects a current value of a current flowing through the motor 41. The AC motor driver 32 communicates with the control device 38, such as the rotational speed of the motor 41 indicated by the rotational speed signal S1, the current flowing through the motor 41, the torque generated in the motor 41, and the like. Send information.

電動シリンダ用ドライバ３３は、バッテリＢからＤＣ／ＤＣコンバータ３１を介して供給される直流電力を用い、制御装置３８の制御の下で、後輪１２を揺動させる電動シリンダ４５を駆動する動力を発生するモータ４２を駆動する。このモータ４２には、電動シリンダ４５の駆動量（即ち、後輪１２の揺動角）を検出するエンコーダ（図示省略）が設けられており、このエンコーダの検出結果を示す揺動角信号Ｓ２が電動シリンダ用ドライバ３３に入力されている。電動シリンダ用ドライバ３３は、制御装置３８との間で通信を行って、揺動角信号Ｓ２で示される後輪１２の揺動角等の情報を送信する。 The electric cylinder driver 33 uses direct-current power supplied from the battery B via the DC / DC converter 31 to drive power for driving the electric cylinder 45 that swings the rear wheel 12 under the control of the control device 38. The generated motor 42 is driven. The motor 42 is provided with an encoder (not shown) for detecting the drive amount of the electric cylinder 45 (that is, the swing angle of the rear wheel 12), and a swing angle signal S2 indicating the detection result of the encoder is provided. This is input to the electric cylinder driver 33. The electric cylinder driver 33 communicates with the control device 38 to transmit information such as the swing angle of the rear wheel 12 indicated by the swing angle signal S2.

電動シリンダ用ドライバ３４ａ，３４ｂは、バッテリＢからＤＣ／ＤＣコンバータ３１を介して供給される直流電力を用い、制御装置３８の制御の下で、電動シリンダ２６ａ，２６ｂを駆動する動力を発生するモータ４３ａ，４３ｂを駆動する。ＡＣモータドライバ３５ａ，３５ｂは、バッテリＢからＤＣ／ＤＣコンバータ３１を介して供給される直流電力を用い、制御装置３８の制御の下で、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４に設けられるモータ２４を駆動する。 The electric cylinder drivers 34a and 34b use direct current power supplied from the battery B via the DC / DC converter 31 and are motors that generate power for driving the electric cylinders 26a and 26b under the control of the control device 38. 43a and 43b are driven. The AC motor drivers 35a and 35b use DC power supplied from the battery B via the DC / DC converter 31 and are controlled by the control device 38, and the front lawn mowing units 13a and 13b and the rear lawn mowing unit 14 are used. The motor 24 provided in is driven.

ここで、前側芝刈りユニット１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈りユニット１４に設けられるモータ２４の各々には、それぞれの回転数を検出するエンコーダ又はレゾルバ（図示省略）が設けられており、このエンコーダ等の検出結果を示す回転数信号Ｓ３，Ｓ４がＡＣモータドライバ３５ａ，３５ｂにそれぞれ入力されている。尚、図２では簡略化して図示しているが、ＡＣモータドライバ３５ａは、前側芝刈りユニット１３ａに設けられるモータ２４を駆動するドライバと、前側芝刈りユニット１３ｂに設けられるモータ２４を駆動するドライバとを含むものである。また、回転数信号Ｓ３は、前側芝刈りユニット１３ａに設けられるモータ２４の回転数を示す信号と、前側芝刈りユニット１３ｂに設けられるモータ２４の回転数を示す信号とを含む信号である。 Here, each of the motors 24 provided in the front lawn mowing units 13a and 13b and the rear lawn mowing unit 14 is provided with an encoder or a resolver (not shown) for detecting the respective rotation speeds. The rotation speed signals S3 and S4 indicating the detection results are input to the AC motor drivers 35a and 35b, respectively. 2, the AC motor driver 35a includes a driver for driving the motor 24 provided in the front lawn mowing unit 13a and a driver for driving the motor 24 provided in the front lawn mowing unit 13b. Is included. The rotation speed signal S3 is a signal including a signal indicating the rotation speed of the motor 24 provided in the front lawn mowing unit 13a and a signal indicating the rotation speed of the motor 24 provided in the front lawn mowing unit 13b.

速度センサ３６は、乗用型芝刈り車両１の車速を検出するセンサである。この速度センサ３６は、例えば減速ギア４４と前輪１１ａ，１１ｂとの間の駆動軸（シャフト）に取り付けられた数十〜百超の歯を有する検出用ギア（歯車）が回転することによって発生するパルスを一定時間毎にカウントし、そのカウント結果から乗用型芝刈り車両１の車速を検出するセンサである。尚、上記のパルスの間隔（インターバル時間）から車速を検出するセンサを用いても良い。 The speed sensor 36 is a sensor that detects the vehicle speed of the riding lawn mower vehicle 1. The speed sensor 36 is generated, for example, by rotation of a detection gear (gear) having several tens to hundreds of teeth attached to a drive shaft (shaft) between the reduction gear 44 and the front wheels 11a and 11b. It is a sensor that counts pulses at regular intervals and detects the vehicle speed of the riding lawn mowing vehicle 1 from the count result. A sensor that detects the vehicle speed from the pulse interval (interval time) may be used.

３Ｄジャイロセンサ３７は、乗用型芝刈り車両１の姿勢を検出するセンサである。具体的には、水平面内における互いに直交する２つの軸（Ｘ軸，Ｙ軸）の周りの回転角（θＸ，θＹ）及び水平面に直交する垂直方向の軸（Ｚ軸）の周りの回転角（θＺ）、並びにＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸各々の加速度を検出するセンサである。このため、車速の加減速及び坂の上り下りが判断できる。尚、ここでは乗用型芝刈り車両１の姿勢の検出に３Ｄジャイロセンサ３７を用いる例について説明するが、３Ｄジャイロセンサ３７に代えて乗用型芝刈り車両１の前後方向の傾きのみを検出する傾斜センサを用いることも可能である。以上の速度センサ３６及び３Ｄジャイロセンサ３７の検出結果は制御装置３８に出力される。 The 3D gyro sensor 37 is a sensor that detects the posture of the riding lawnmower vehicle 1. Specifically, a rotation angle (θX, θY) around two axes (X axis, Y axis) perpendicular to each other in the horizontal plane and a rotation angle around a vertical axis (Z axis) orthogonal to the horizontal plane (Z axis) θZ), and a sensor that detects the acceleration of each of the X, Y, and Z axes. For this reason, acceleration / deceleration of the vehicle speed and ascending / descending of the slope can be determined. Here, an example in which the 3D gyro sensor 37 is used to detect the attitude of the riding lawn mower vehicle 1 will be described. However, instead of the 3D gyro sensor 37, only the inclination in the front-rear direction of the riding lawn mower vehicle 1 is detected. It is also possible to use a sensor. The detection results of the speed sensor 36 and the 3D gyro sensor 37 are output to the control device 38.

制御装置３８は、乗用型芝刈り車両１を統括して制御する。具体的に、制御装置３８は、入力される各種操作信号（操作角度信号Ｓ５及びペダル操作信号Ｓ６〜Ｓ８）と各種ドライバ（ＡＣモータドライバ３２〜ＡＣモータドライバ３５ｂ）から送信されてくる信号とを参照しつつ、各種ドライバによる各種モータ（モータ２４，４１〜４３ｂ）の駆動量の制御を行う。また、制御装置３８は、バッテリＢの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を監視し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１による電力消費量を制御するとともに、モータ４１で発生する回生電力を用いたバッテリＢの充電制御を行う。 The control device 38 controls the riding lawn mowing vehicle 1 in an integrated manner. Specifically, the control device 38 receives various input operation signals (operation angle signal S5 and pedal operation signals S6 to S8) and signals transmitted from various drivers (AC motor driver 32 to AC motor driver 35b). While referencing, the drive amount of various motors (motors 24, 41 to 43b) is controlled by various drivers. In addition, the control device 38 monitors the state of charge (SOC) of the battery B, controls the power consumption by the DC / DC converter 31, and uses the regenerative power generated by the motor 41. Perform charging control.

尚、上記の操作角度信号Ｓ５は、ステアリングホイール１６の操作角度（ステアリング角度）を示す信号であり、ステアリングホイール１６の操作角度を検出するエンコーダＥ１から出力される。また、上記のペダル操作信号Ｓ６〜Ｓ８は、後進アクセルペダル１７、前進アクセルペダル１８、及びブレーキペダル１９の各々の操作量（踏み込み量）を示す信号である。 The operation angle signal S5 is a signal indicating the operation angle (steering angle) of the steering wheel 16, and is output from the encoder E1 that detects the operation angle of the steering wheel 16. The pedal operation signals S6 to S8 are signals indicating the operation amounts (depression amounts) of the reverse accelerator pedal 17, the forward accelerator pedal 18, and the brake pedal 19.

ここで、図２に示す通り、制御装置３８は、スリップ状態判定部３８ａ（判定部）、最低駆動電流値算出部３８ｂ（算出部）、及びモータ制御部３８ｃ（制御部）を備えており、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態であるか否かを判定し、スリップ状態であると判定した場合にモータ４１のトルクを減ずる制御を行う。かかる制御を行うのは、前輪１１ａ，１１ｂのスリップ（空転）を抑制して、芝の損傷（所謂、芝切れ）を防止するためである。 Here, as illustrated in FIG. 2, the control device 38 includes a slip state determination unit 38 a (determination unit), a minimum drive current value calculation unit 38 b (calculation unit), and a motor control unit 38 c (control unit). It is determined whether or not the front wheels 11a and 11b are in the slip state. When it is determined that the front wheels 11a and 11b are in the slip state, control is performed to reduce the torque of the motor 41. This control is performed in order to prevent the front wheels 11a and 11b from slipping (idling) and to prevent turf damage (so-called turf cut).

スリップ状態判定部３８ａは、モータ４１の回転数を検出するモータ回転数センサＱ１とモータ４１に流れる電流の電流値を検出するモータ電流センサＱ２との少なくとも一方の検出結果に基づいて、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態であるか否かを判定する。具体的に、スリップ状態判定部３８ａは、モータ回転数センサＱ１の検出結果を用いてスリップ状態の判定を行う第１判定部Ｊ１と、モータ電流センサＱ２の検出結果及び最大駆動電流値算出部３８ｂで算出される最大駆動電流値を用いてスリップ状態の判定を行う第２判定部Ｊ２とを備える。 The slip state determination unit 38a is configured based on the detection result of at least one of the motor rotation speed sensor Q1 that detects the rotation speed of the motor 41 and the motor current sensor Q2 that detects the current value of the current flowing through the motor 41. It is determined whether 11b is in a slip state. Specifically, the slip state determination unit 38a includes a first determination unit J1 that determines a slip state using a detection result of the motor rotation speed sensor Q1, a detection result of the motor current sensor Q2, and a maximum drive current value calculation unit 38b. And a second determination unit J2 that determines the slip state using the maximum drive current value calculated in (1).

第１判定部Ｊ１は、モータ回転数センサＱ１の検出結果の変化率が予め設定された制限値以上である場合に、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態であると判定する。これに対し、第２判定部Ｊ２は、モータ電流センサＱ２で検出される電流値が、乗用型芝刈り車両１の走行状態に応じてモータ４１に流れるべき電流の最低値である最低駆動電流値以下である場合に、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態であると判定する。 The first determination unit J1 determines that the front wheels 11a and 11b are in the slip state when the rate of change of the detection result of the motor rotation speed sensor Q1 is equal to or greater than a preset limit value. On the other hand, the second determination unit J2 has a minimum drive current value in which the current value detected by the motor current sensor Q2 is the minimum value of the current that should flow to the motor 41 according to the traveling state of the riding lawn mowing vehicle 1. When it is below, it determines with the front wheels 11a and 11b being a slip state.

図３は、乗用型芝刈り車両の前輪がスリップ状態になった場合のモータの回転数及びモータに流れる電流の変化例を示す図である。尚、図３においては、時刻ｔ１で前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態になり始め、時刻ｔ２で前輪１１ａ，１１ｂのスリップ状態が解消している。図３に示す通り、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態になり始めると前輪１１ａ，１１ｂの回転数が急激に上昇し、これに伴ってモータ４１の回転数も急激に上昇する。このため、第１判定部Ｊ１は、予め設定された時間Δｔ内において、上記の制限値（Δｒ）を超えるようなモータ４１の急激な回転数の上昇が生じたときに前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態であると判定する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a change example of the motor rotation speed and the current flowing through the motor when the front wheels of the riding lawn mower vehicle are in a slip state. In FIG. 3, the front wheels 11a and 11b begin to slip at time t1, and the slip state of the front wheels 11a and 11b is eliminated at time t2. As shown in FIG. 3, when the front wheels 11a and 11b begin to slip, the rotational speed of the front wheels 11a and 11b rapidly increases, and the rotational speed of the motor 41 also increases rapidly. For this reason, the first determination unit J1 causes the front wheels 11a and 11b to slip when a sudden increase in the rotational speed of the motor 41 occurs that exceeds the limit value (Δr) within a preset time Δt. It is determined that the state is present.

ここで、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態でない場合には、速度、加速度、及び姿勢、並びに路面抵抗等に応じた乗用型芝刈り車両１の走行抵抗が生ずる。これに対し、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態である場合には、前輪が１１ａ，１１ｂが空転するため、走行抵抗は前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態でない場合に比べて小さくなる。一般的に、モータ４１に流れる電流は、無負荷状態のときに最も小さくなり、負荷が大きくなるにつれて大きくなる傾向がある。上記の走行抵抗はモータ４１にとっては負荷となるため、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態になると、図３に示す通り、走行抵抗が小さくなってモータに流れる電流の電流値は小さくなる。このため、第２判定部Ｊ２は、モータ４１に流れる電流の電流値が、上記の最大駆動電流値以下である場合に前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態であると判定する。 Here, when the front wheels 11a and 11b are not in the slip state, the running resistance of the riding lawn mower 1 according to the speed, acceleration, posture, road surface resistance, and the like is generated. On the other hand, when the front wheels 11a and 11b are in the slip state, the front wheels 11a and 11b are idle, so that the running resistance is smaller than when the front wheels 11a and 11b are not in the slip state. In general, the current flowing through the motor 41 is the smallest when there is no load, and tends to increase as the load increases. Since the traveling resistance is a load for the motor 41, when the front wheels 11a and 11b are slipped, the traveling resistance is decreased and the current value of the current flowing through the motor is decreased as shown in FIG. For this reason, the second determination unit J2 determines that the front wheels 11a and 11b are in the slip state when the current value of the current flowing through the motor 41 is equal to or less than the maximum drive current value.

最低駆動電流値算出部３８ｂは、速度センサ３６及び３Ｄジャイロセンサ３７の検出結果を用いて上記の最低駆動電流値を算出する。具体的には、速度センサ３６で検出される乗用型芝刈り車両１の速度、３Ｄジャイロセンサ３７で検出される乗用型芝刈り車両１の姿勢及び加速度、並びに路面抵抗から走行抵抗を求め、この走行抵抗とモータ回転数センサＱ１の検出結果とから最低駆動電流値を算出する。 The minimum drive current value calculation unit 38 b calculates the minimum drive current value using the detection results of the speed sensor 36 and the 3D gyro sensor 37. Specifically, the running resistance is obtained from the speed of the riding lawn mower 1 detected by the speed sensor 36, the attitude and acceleration of the riding lawn mower 1 detected by the 3D gyro sensor 37, and the road resistance. The minimum drive current value is calculated from the running resistance and the detection result of the motor rotation speed sensor Q1.

ここで、走行抵抗は、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗、加速抵抗からなる。空気抵抗は、乗用型芝刈り車両１と空気との摩擦により発生する抵抗をいい、車速の二乗に比例して大きくなる抵抗である。転がり抵抗は、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２が路面と接することによって生ずる抵抗をいい、乗用型芝刈り車両１の重量に比例する抵抗である。勾配抵抗は、登坂の際に生ずる抵抗をいい、乗用型芝刈り車両１の総重量と勾配の角度の正弦値に比例する抵抗である。加速抵抗は、加速する際に生ずる抵抗をいい、加速度及び乗用型芝刈り車両１の重量に比例する抵抗である。 Here, the running resistance includes air resistance, rolling resistance, gradient resistance, and acceleration resistance. The air resistance refers to a resistance generated by friction between the riding lawn mowing vehicle 1 and air, and is a resistance that increases in proportion to the square of the vehicle speed. The rolling resistance refers to resistance generated when the front wheels 11 a and 11 b and the rear wheel 12 are in contact with the road surface, and is resistance proportional to the weight of the riding lawn mowing vehicle 1. Gradient resistance refers to resistance that occurs during climbing, and is proportional to the sine value of the total weight of the riding lawn mowing vehicle 1 and the gradient angle. The acceleration resistance refers to resistance generated when accelerating and is proportional to the acceleration and the weight of the riding lawn mowing vehicle 1.

最低駆動電流値算出部３８ｂは、速度センサ３６の検出結果を用いて空気抵抗を求め、路面抵抗を用いて転がり抵抗を求める。また、３Ｄジャイロセンサ３７の検出結果を用いて勾配抵抗及び加速抵抗を求める。そして、最低駆動電流値算出部３８ｂは、これら空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗、及び加速抵抗を加算して走行抵抗を求め、この走行抵抗とモータ回転数センサＱ１の検出結果とから最低駆動電流値を算出する。 The minimum drive current value calculation unit 38b obtains the air resistance using the detection result of the speed sensor 36, and obtains the rolling resistance using the road surface resistance. Further, the gradient resistance and the acceleration resistance are obtained using the detection result of the 3D gyro sensor 37. The minimum drive current value calculation unit 38b adds the air resistance, rolling resistance, gradient resistance, and acceleration resistance to obtain a running resistance, and the minimum driving current is calculated from the running resistance and the detection result of the motor rotation speed sensor Q1. Calculate the value.

ここで、路面抵抗は、乗用型芝刈り車両１が走行する路面に応じて様々に変化するものであり、乗用型芝刈り車両１が実際に走行している路面の路面抵抗を逐次検出することは困難である。本実施形態の乗用型芝刈り車両１は、芝の損傷を防止することを主眼とするものであるため、上記の走行抵抗を求める際に、例えば予め芝の上を走行したときに求めた平均的な路面抵抗を用いても良い。或いは、作業者の指示に応じて路面状況を選択可能にし、作業者によって選択された路面状況における路面抵抗を用いても良い。 Here, the road surface resistance changes variously according to the road surface on which the riding lawn mowing vehicle 1 travels, and the road surface resistance of the road surface on which the riding lawn mowing vehicle 1 actually travels is sequentially detected. It is difficult. Since the riding-type lawn mowing vehicle 1 of the present embodiment is mainly intended to prevent turf damage, when calculating the above-mentioned running resistance, for example, an average obtained when running on the lawn in advance. A typical road resistance may be used. Alternatively, the road surface condition may be selected according to the operator's instruction, and the road surface resistance in the road surface condition selected by the worker may be used.

モータ制御部３８ｃは、後進アクセルペダル１７や前進アクセルペダル１８の操作量に応じてモータ４１を制御する。但し、スリップ状態判定部３８ａで前輪１１ａ，１２ｂがスリップ状態であると判定された場合に、モータ４１のトルクを減ずる制御を行う。具体的には、ＡＣモータドライバ３２を制御してモータ４１のトルクを間欠的に停止させる。つまり、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態にある場合には、モータ４１のトルクを断続的に弱める（或いは、零にする）ことにより、前輪１１ａ，１１ｂの回転数を減じて路面に対する摩擦抵抗を増大させ、スリップ状態を早急に解消して芝の損傷を防止する。 The motor control unit 38 c controls the motor 41 according to the operation amount of the reverse accelerator pedal 17 and the forward accelerator pedal 18. However, when the slip state determination unit 38a determines that the front wheels 11a and 12b are in the slip state, control is performed to reduce the torque of the motor 41. Specifically, the AC motor driver 32 is controlled to stop the torque of the motor 41 intermittently. That is, when the front wheels 11a and 11b are in a slip state, the torque of the motor 41 is intermittently weakened (or made zero), thereby reducing the rotational speed of the front wheels 11a and 11b and increasing the frictional resistance to the road surface. To prevent slip damage by quickly eliminating the slip condition.

次に、上記構成における乗用型芝刈り車両１の制御方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両の制御方法を示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートは、乗用型芝刈り車両１上のシート１５に着席した作業者によりキー操作が行われて乗用型芝刈り車両１が始動されてから、作業者によるキー操作が行われて乗用型芝刈り車両１が停止されるまで一定の時間間隔で実行される。 Next, a method for controlling the riding lawnmower vehicle 1 having the above configuration will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for controlling a riding lawn mower according to an embodiment of the present invention. In the flowchart shown in FIG. 4, the key operation by the operator is performed after the key operation is performed by the operator who is seated on the seat 15 on the riding-type lawn mowing vehicle 1 and the riding-type lawn mowing vehicle 1 is started. It is executed at regular time intervals until the riding-type lawn mowing vehicle 1 is stopped.

乗用型芝刈り車両１の電源が投入されて制御が開始されると、まず制御装置３８は、モータ回転数センサＱ１からモータ４１の回転数を取得する（ステップＳ１１：第１ステップ）。次に、制御装置３８に設けられたスリップ状態判定部３８ａの第１判定部Ｊ１は、制御装置３８が前回取得したモータ４１の回転数と今回取得したモータ４１の回転数との差分を求め、モータ４１の回転数の変化率を算出する（ステップＳ１２）。そして、第１判定部Ｊ１は、ステップＳ１２で算出した回転数の変化率が、予め設定された制限値（図３中のΔｒ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３：第３ステップ）。 When the riding-type lawn mowing vehicle 1 is powered on and starts control, the control device 38 first acquires the rotational speed of the motor 41 from the motor rotational speed sensor Q1 (step S11: first step). Next, the first determination unit J1 of the slip state determination unit 38a provided in the control device 38 obtains a difference between the rotation speed of the motor 41 acquired last time by the control device 38 and the rotation speed of the motor 41 acquired this time. The rate of change in the rotational speed of the motor 41 is calculated (step S12). And the 1st determination part J1 determines whether the change rate of the rotation speed calculated by step S12 is more than the preset limit value ((DELTA) r in FIG. 3) (step S13: 3rd step) ).

また、以上のステップＳ１１〜Ｓ１３の処理と並行して、制御装置３８に設けられた最低駆動電流値算出部３８ｂは、３Ｄジャイロセンサ３７から車両姿勢及び加速度を取得するとともに（ステップＳ１４，Ｓ１５）、速度センサ３６から車両速度を取得する（ステップＳ１６）。そして、最低駆動電流値算出部３８ｂは、３Ｄジャイロセンサ３７から取得した車両姿勢及び加速度、速度センサ３６から取得した速度、並びに路面抵抗から走行抵抗を算出する（ステップＳ１７）。尚、路面抵抗は、前述した通り、予め芝の上を走行したときに求めた平均的な路面抵抗を用いることができる。 In parallel with the processes in steps S11 to S13 described above, the minimum drive current value calculation unit 38b provided in the control device 38 acquires the vehicle attitude and acceleration from the 3D gyro sensor 37 (steps S14 and S15). Then, the vehicle speed is acquired from the speed sensor 36 (step S16). Then, the minimum drive current value calculation unit 38b calculates the running resistance from the vehicle attitude and acceleration acquired from the 3D gyro sensor 37, the speed acquired from the speed sensor 36, and the road surface resistance (step S17). In addition, as above-mentioned, the average road surface resistance calculated | required when drive | working on the grass previously can be used for road surface resistance.

次に、最低駆動電流値算出部３８ｂは、制御装置３８がステップＳ１１で取得したモータ４１の回転数と、ステップＳ１７で算出した走行抵抗から最低駆動電流値を算出する（ステップＳ１８）。これにより、乗用型芝刈り車両１の走行状態に応じてモータ４１に流れるべき電流の最低値である最低駆動電流値が求められる。尚、最低駆動電流値は、例えば乗用型芝刈り車両１が平地を一定速度で走行している場合よりも、上り坂を同じ一定速度で上っている場合の方が大きくなる。 Next, the minimum drive current value calculation unit 38b calculates the minimum drive current value from the rotational speed of the motor 41 acquired by the control device 38 in step S11 and the running resistance calculated in step S17 (step S18). Thereby, the minimum drive current value which is the minimum value of the current that should flow to the motor 41 according to the traveling state of the riding lawnmower vehicle 1 is obtained. Note that the minimum drive current value is larger when, for example, the riding lawnmower vehicle 1 is climbing uphill at the same constant speed than when traveling on a flat ground at a constant speed.

また、以上の最低駆動電流値算出部３８ｂの処理（ステップＳ１４〜Ｓ１８）と並行して、制御装置３８に設けられたスリップ状態判定部３８ａの第２判定部Ｊ２は、モータ電流センサＱ２からモータ４１に流れる電流の電流値（モータ駆動電流値）を取得する（ステップＳ１９：第２ステップ）。そして、第２判定部Ｊ２は、最低駆動電流値算出部３８ｂで算出された最低駆動電流値とステップＳ１９で取得したモータ駆動電流値とを比較し（ステップＳ２０）、モータ駆動電流値が最低駆動電流値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１：第３ステップ）。 In parallel with the above-described processing (steps S14 to S18) of the minimum drive current value calculation unit 38b, the second determination unit J2 of the slip state determination unit 38a provided in the control device 38 receives the motor current sensor Q2 to the motor. The current value (motor drive current value) of the current flowing through 41 is acquired (step S19: second step). Then, the second determination unit J2 compares the minimum drive current value calculated by the minimum drive current value calculation unit 38b with the motor drive current value acquired in step S19 (step S20), and the motor drive current value is the lowest drive. It is determined whether or not it is equal to or less than the current value (step S21: third step).

ここで、前述したステップＳ１３において回転数の変化率が制限値（図３中のΔｒ）以上であると判定された場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）、或いは上記ステップＳ２１においてモータ駆動電流値が最低駆動電流値以下であると判定された場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、モータ制御部３８ｃがモータ４１のトルクを減ずる制御を行う。具体的には、モータ制御部３８ｃがＡＣモータドライバ３２を制御してモータ４１のトルクを間欠的に停止させる（ステップＳ２２：第４ステップ）。 Here, when it is determined in step S13 described above that the rate of change in the rotational speed is greater than or equal to the limit value (Δr in FIG. 3) (when the determination result is “YES”), or in step S21, the motor drive current When it is determined that the value is equal to or less than the minimum drive current value (when the determination result is “YES”), the motor control unit 38 c performs control to reduce the torque of the motor 41. Specifically, the motor control unit 38c controls the AC motor driver 32 to intermittently stop the torque of the motor 41 (step S22: fourth step).

つまり、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態にあるとスリップ状態判定部３８ａで判定された場合には、モータ制御部３８ｃがモータ４１のトルクを断続的に弱める（或いは、零にする）制御を行っている。かかる制御が行われることで、前輪１１ａ，１１ｂの回転数が減じられて路面に対する摩擦抵抗が増大し、スリップ状態が早急に解消される。尚、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態ではないと判定された場合（ステップＳ１３，Ｓ２１の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ２２は省略される。 That is, when the slip state determination unit 38a determines that the front wheels 11a and 11b are in the slip state, the motor control unit 38c performs control to intermittently weaken (or zero) the torque of the motor 41. Yes. By performing such control, the rotational speed of the front wheels 11a, 11b is reduced, the frictional resistance against the road surface is increased, and the slip state is quickly eliminated. When it is determined that the front wheels 11a and 11b are not in the slip state (when the determination result of steps S13 and S21 is “NO”), step S22 is omitted.

以上説明した通り、本実施形態では、モータ回転数センサＱ１の検出結果、又はモータ電流センサＱ２の検出結果に基づいて、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態にあるか否かを判定し、スリップ状態であると判定した場合にはモータ４１のトルクを減ずる制御を行っている。このため、前輪１１ａ，１１ｂのスリップ状態が早急に解消され、その結果として芝の損傷を防止することができる。 As described above, in the present embodiment, it is determined whether or not the front wheels 11a and 11b are in the slip state based on the detection result of the motor rotation speed sensor Q1 or the detection result of the motor current sensor Q2. If it is determined that there is, control is performed to reduce the torque of the motor 41. For this reason, the slip state of the front wheels 11a and 11b is quickly eliminated, and as a result, damage to the turf can be prevented.

以上、本発明の一実施形態による乗用型芝刈り車両及びその制御方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、モータ回転数センサＱ１で検出されるモータ４１の回転数の変化率が予め設定された制限値以上になったか、又は、モータ電流センサＱ２で検出される電流が最低駆動電流値以下になったかによってスリップ状態になったか否かを判定していた。しかしながら、これらの双方が成立した場合に、前輪１１ａ，１１ｂがスリップ状態になったと判断しても良い。 As mentioned above, although the riding-type lawn mower vehicle and its control method by one Embodiment of this invention were demonstrated, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, It can change freely within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the rate of change of the rotation speed of the motor 41 detected by the motor rotation speed sensor Q1 is equal to or higher than a preset limit value, or the current detected by the motor current sensor Q2 is the lowest drive. It has been determined whether or not a slip state has been reached depending on whether or not the current value has been reached. However, when both of these are established, it may be determined that the front wheels 11a and 11b are in a slip state.

また、上記実施形態では、モータで発生する動力を用いて走行を行うとともに、モータで発生する動力を用いて芝の刈り取りを行う電動式の乗用型芝刈り車両を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明は、動力発生源としてエンジン及びモータを備えており、これらの動力発生源で発生する動力を用いて走行を行うハイブリッド式の乗用型芝刈り車両にも適用することが可能である。 In the above-described embodiment, an electric riding lawn mowing vehicle that travels using the power generated by the motor and cuts the lawn using the power generated by the motor has been described as an example. However, the present invention includes an engine and a motor as power generation sources, and can also be applied to a hybrid riding lawn mower vehicle that travels using power generated by these power generation sources. .

１乗用型芝刈り車両
１１ａ，１１ｂ前輪
３６速度センサ
３７３Ｄジャイロセンサ
３８ａスリップ状態判定部
３８ｂ最低駆動電流値算出部
３８ｃモータ制御部
４１モータ
Ｊ１第１判定部
Ｊ２第２判定部
Ｑ１モータ回転数センサ
Ｑ２モータ電流センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Riding lawn mower vehicle 11a, 11b Front wheel 36 Speed sensor 37 3D gyro sensor 38a Slip state determination part 38b Minimum drive current value calculation part 38c Motor control part 41 Motor J1 1st determination part J2 2nd determination part Q1 Motor rotation speed sensor Q2 Motor current sensor

Claims

In a riding-type lawn mower vehicle equipped with a motor that generates a driving force for rotating wheels,
A first sensor for detecting the rotational speed of the motor;
A second sensor for detecting a current value of a current flowing through the motor;
A determination unit that determines whether or not the wheel is in a slip state based on a detection result of at least one of the first and second sensors;
Every time the wheel is Ru is determined by the determination unit that the slip state, weakening the torque of the motor intermittently, or intermittently riding, characterized in that it comprises a control unit for controlling to zero Lawn mowing vehicle.

The determination unit is configured to determine that the wheel is in a slip state when a change rate of a detection result of the first sensor is equal to or greater than a preset limit value;
When the current value detected by the second sensor is equal to or less than the minimum drive current value that is the minimum value of the current that should flow to the motor according to the running state of the vehicle, the wheel is judged to be in the slip state. The riding lawn mowing vehicle according to claim 1, further comprising: 2 determination unit.

A speed sensor for detecting the speed of the vehicle;
An attitude sensor for detecting the attitude of the vehicle;
Air resistance is obtained using the detection result of the speed sensor , gradient resistance and acceleration resistance are obtained using the detection result of the attitude sensor, rolling resistance is obtained using road resistance, the air resistance, the gradient resistance, 3. A calculation unit that obtains a running resistance by adding an acceleration resistance and the rolling resistance, and calculates the minimum driving current value from the running resistance and a detection result of the first sensor. The described riding lawn mower vehicle.

A method for controlling a riding lawnmower vehicle including a motor that generates a driving force for rotating wheels,
A first step of detecting the rotational speed of the motor;
A second step of detecting a current value of a current flowing through the motor;
A third step of determining whether or not the wheel is in a slip state based on a detection result of at least one of the first and second steps;
Every time the wheel is Ru is determined by the third step to be slip state, and having a fourth step of performing intermittently weakened, or intermittently controlled to zero torque of the motor Control method for riding lawn mower.