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【発明の名称】 電動車両
【発明者】 【氏名】脇谷 勉
【住所又は居所】埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会社本田技術研究所内
【要約】 【課題】電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷状態を解消しつつ電動モータを運転できること。

【解決手段】電動車両は、走行輪等の走行部を駆動する電動モータ２５Ｌ，２５Ｒと、この電動モータをモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒを介して制御する制御部４４とを備える。制御部は、電動モータの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発する停止ステッップと、この通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部に対して電動モータへの通電指令を発する再開ステップとを備える。制御部は、停止ステッップ並びに再開ステップを反復させるべく制御することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行輪等の走行部を駆動する電動モータと、この電動モータをモータ駆動部を介して制御する制御部と、を備える電動車両において、前記制御部は、前記電動モータの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、前記モータ駆動部に対して前記電動モータへの通電停止指令を発する停止ステッップと、この通電停止指令を発した後に前記電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、前記モータ駆動部に対して前記電動モータへの通電指令を発する再開ステップとを備え、これらの停止ステッップ並びに再開ステップを反復させるべく制御するように構成したことを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走行輪等の走行部を駆動する電動モータを備えた電動車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動車両は、制御部にてモータ駆動部を介して電動モータを回転制御することにより、走行部の走行速度を制御するものであり、電動モータの過負荷防止対策を施す場合が多い。このような電動車両としては、例えば特開平９−２８４９９１号公報「自走式走行装置のモーター保護装置」（以下、「従来の技術■」と言う）や実開平５−７０１０１号公報「無人搬送台車の過負荷防止装置」（以下、「従来の技術■」と言う）が知られている。
【０００３】上記従来の技術■は、同公報の図４によれば、モーター電流検出回路Ｃａ（符号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）にて検出された走行駆動モーターＭの電流が設定値以上になると警報ランプ２３や警報ブザー２４で警報を発し、その状態が一定時間継続したときに走行駆動モーターＭを停止させるというものである。
【０００４】一方、上記従来の技術■は、同公報の図３によれば、走行指示部で設定された設定速度信号と走行速度検出器７，７で検出された走行用モータ３，３の走行速度検出信号とを比較し、短時間で走行速度検出信号が設定速度信号よりも大きくなった場合に、過負荷であると判断し、走行用モータ３，３を停止させるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術■によれば、過負荷時に走行駆動モーターＭ（電動モータに相当）を停止させることで、走行駆動モーターＭや関連する電気部品を保護することができる。上記従来の技術■も同様である。ところで、特に上記従来の技術■，■のような作業用電動車両においては、電動モータが過負荷状態になっても完全に停止させずに、走行させた方が好ましい場合もある。作業用電動車両の走行状態を維持することで、作業性を高めることができるからである。
【０００６】そこで本発明の目的は、電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷状態を解消しつつ電動モータを運転することができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項１は、走行輪等の走行部を駆動する電動モータと、この電動モータをモータ駆動部を介して制御する制御部と、を備える電動車両において、制御部が、電動モータの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発する停止ステッップと、この通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部に対して電動モータへの通電指令を発する再開ステップとを備え、これらの停止ステッップ並びに再開ステップを反復させるべく制御するように構成したことを特徴とする。
【０００８】一般に、電動モータへの通電を停止したときに、電動モータのコイルのインダクタンスの影響により、電動モータの通電電流が０アンペアまで降下するのに若干の時間（１ミリ秒程度）がかかる。請求項１は、このような電動モータの特性を積極的に利用したものである。過負荷時にモータ駆動部へ通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部からの通電を再開させる。このように短いタイミングで、通電の停止と再開とを反復させる。電動モータの通電電流が上限しきい値から降下する途中で通電を再開させるので、過負荷後の電流変動を抑制することができる。この結果、電動モータの出力トルク変動を抑制することができる。従って、電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷状態を解消しつつ電動モータを運転することで、電動車両の走行状態を維持することができる。電動車両を作業用電動車両として採用した場合には、走行状態を維持することで、作業性を高めることができる。しかも、電動モータや関連する電気部品に過電流が流れないので、これらの電動モータや電気部品を過負荷から保護することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従い、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１０】図１は本発明に係る除雪機の平面図であり、電動車両としての除雪機１０は、機体１１にエンジン１２を搭載し、機体１１の前部に作業部としてのオーガ１３及びブロア１４を装備し、機体１１の左右にクローラ１５Ｌ，１５Ｒを配置し、機体１１の後部に操作盤１６を配置した車両であり、作業者が操作盤１６の後から連れ歩く歩行型作業機である。以下、要部を詳細に説明する。なお、操作盤１６は図２で詳しく説明する。
【００１１】エンジン１２の出力の一部で、発電機１７を回し、得た電力を操作盤１６の下方に配置したバッテリ（図４の符号４３参照）に供給すると共に、後述する左右の走行モータに供給する。エンジン１２の出力の残部は、電磁クラッチ１８及びベルト１９を介して作業部としてのブロア１４及びオーガ１３の回転に充てる。オーガ１３は地面に積もった雪を中央に集める作用をなし、この雪を受け取ったブロア１４はシュータ２１を介して雪を機体１１の周囲の所望の位置へ投射する。２２はオーガハウジングであり、オーガ１３を囲うカバー部材である。
【００１２】左のクローラ１５Ｌは、駆動輪２３Ｌと遊動輪２４Ｌとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｌは左の走行モータ２５Ｌで正逆転させる。右のクローラ１５Ｒも、駆動輪２３Ｒと遊動輪２４Ｒとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｒは右の走行モータ２５Ｒで正逆転させる。
【００１３】従来の除雪機では１個のエンジン（ガソリンエンジン又はジーゼルエンジン）で作業部系（オーガ回転系）と走行系（クローラ駆動系）とを賄っていたが、本発明ではエンジン１２で作業部系（オーガ回転系）を駆動し、電動モータ（走行モータ２５Ｌ，２５Ｒ）で走行系（クローラ駆動系）を駆動するようにしたことを特徴とする。細かな走行速度の制御、旋回制御及び前後進切替制御は電動モータが適当であり、一方、急激な負荷変動を受ける作業部系はパワーのある内燃機関が適当であるとの考えに基づいて、そのようにした。
【００１４】図２は図１の２矢視図であり、操作盤１６には、操作箱２７の手前の側面にメインスイッチ２８、エンジンチョーク２９、クラッチ操作ボタン３１などを備え、操作箱２７の上面に、投雪方向調節レバー３２、オーガハウジング姿勢調節レバー３３、走行系に係る方向速度レバー３４、作業部系に係るエンジンスロットルレバー３５を備え、操作箱２７の右にグリップ３６Ｒ及び右旋回操作レバー３７Ｒを備え、操作箱２７の左にグリップ３６Ｌ、左旋回操作レバー３７Ｌ及び走行準備レバー３８を備える。
【００１５】左右旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒはブレーキレバーに近似するが、後述するとおりに完全な制動効果は得られない。操作することで走行モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転を落として機体をターンさせることに使用するため、ブレーキレバーと言わずに旋回操作レバーと呼ぶことにした。
【００１６】メインスイッチ２８はメインキーを差込み、回すことでエンジンを始動することのできる周知のスイッチである。エンジンチョーク２９は引くことで混合気の濃度を高めることができる。投雪方向調節レバー３２は、シュータ（図１の符号２１）方向を変更するときに操作するレバーであり、オーガハウジング姿勢調節レバー３３はオーガハウジング（図１の符号２２）の姿勢を変更するときに操作するレバーである。その他の部材の作用は、図４で説明する。
【００１７】図３は図２の３矢視図であり、左旋回操作レバー３７Ｌを握ることにより、ポテンショメータ３９Ｌのアーム３９ａの角度を想像線の位置まで回転することができる。ポテンショメータ３９Ｌはアーム３９ａの回転位置に応じた電気情報を発する機器である。
【００１８】また、走行準備レバー３８はスイッチ手段４２に作用する部材であり、スプリング４１の引き作用により、図の状態（フリー状態）になればスイッチ手段４２はオンになる。作業者の左手で走行準備レバー３８を図時計回りに下げれば、スイッチ手段４２はオフとなる。このように、走行準備レバー３８が握られているか否かはスイッチ手段４２で検出することができる。
【００１９】図４は本発明に係る除雪機の制御系統図であり、操作盤に内蔵若しくは付設した制御部４４内の機器及び情報伝達経路を示すが、概ね四角は機器、丸はドライバーを示す。そして、想像線枠で囲ったエンジン１２、電磁クラッチ１８、ブロア１４及びオーガ１３が作業部系４５であり、その他は走行系となる。４３はバッテリである。なお、制御部４４内に破線で指令の流れを便宜上示したが、これはあくまでも参考的記載に過ぎない。
【００２０】先ず、作業部系の作動を説明する。メインスイッチ２８にキーを差込み、回してスタートポジションにすることにより、図示せぬセルモータの回転によりエンジン１２を始動させる。エンジンスロットルレバー３５は図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ４８に繋がっているので、エンジンスロットルレバー３５を操作することでスロットルバルブ４８の開度を制御することができる。これにより、エンジン１２の回転数を制御することができる。
【００２１】走行準備レバー３８を握ると共に、クラッチ操作ボタン３１を操作することにより、作業者の意志で電磁クラッチ１８を接続し、ブロア１４及びオーガ１３を回すことができる。なお、走行準備レバー３８をフリーにするかクラッチ操作ボタン３１を操作するかの何れかにより、電磁クラッチ１８を断状態にすることができる。
【００２２】次に走行系の作動を説明をする。本発明の除雪機は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブレーキとして、左右の電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを備えており、これらの電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは、駐車中は制御部４４の制御により、ブレーキ状態にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを開放する。
【００２３】メインスイッチ２８がスタートポジションにあること及び走行準備レバー３８が握られていることの２つの条件が満たされ、方向速度レバー３４を前進又は後進（図５で説明する。）に切換えると、電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。
【００２４】図５は本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図であり、方向速度レバー３４は、作業者の手で、矢印■，■の如く往復させることができ、「中立範囲」より「前進」側へ倒せば車両を前進させることができ、且つ「前進」領域においては、Ｌｆが低速前進、Ｈｆが高速前進となるように、速度制御も行える。同様に、「中立範囲」より「後進」側へ倒せば車両を後進させることができ、且つ「後進」領域においては、Ｌｒが低速後進、Ｈｒが高速後進となるように、速度制御も行える。この例では、図の左端に付記した通りに、後進の最高速が０Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範囲が２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータでポジションに応じた電圧を発生させる。１つのレバーで前後の方向と高低速の速度制御とを設定できるので、方向速度レバー３４と名付けた。
【００２５】図４に戻って、方向速度レバー３４の位置情報をポテンショメータ４９から得た制御部４４は、左右のモータドライバー（モータ駆動部）５２Ｌ，５２Ｒを介して左右の走行モータ２５Ｌ，２５Ｒを回し、走行モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転速度を回転センサ５３Ｌ，５３Ｒで検出して、その信号に基づいて回転速度を所定値になるようにフィードバック制御を実行する。この結果、左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒが所望の方向に、所定の速度で回り、走行状態となる。
【００２６】走行中の制動は次の手順で行う。本発明ではモータドライバー５２Ｌ，５２Ｒに回生ブレーキ回路５４Ｌ，５４Ｒを含む。
【００２７】一般論としてバッテリから電動モータへ電気エネルギーを供給することで、電動モータは回転する。一方、発電機は回転を電気エネルギーに変換する手段である。そこで、本発明では電気的切換えにより、走行モータ２５Ｌ，２５Ｒを発電機に変え、発電させるようにした。発電電圧がバッテリ電圧より高ければ、電気エネルギーはバッテリ４３へ蓄えることができる。これが回生ブレーキの作動原理である。
【００２８】左旋回操作レバー３７Ｌの握りの程度をポテンショメータ３９Ｌで検出し、この検出信号に応じて制御部４４は左の回生ブレーキ回路５４Ｌを作動させて、左の走行モータ２５Ｌの速度を下げる。右旋回操作レバー３７Ｒの握りの程度をポテンショメータ３９Ｒで検出し、この検出信号に応じて制御部４４は右の回生ブレーキ回路５４Ｒを作動させて、右の走行モータ２５Ｒの速度を下げる。すなわち、左旋回操作レバー３７Ｌを握ることで左旋回させることができ、右旋回操作レバー３７Ｒを握ることで右旋回させることができる。
【００２９】そして、次の何れかにより走行を停止することができる。方向速度レバー３４を中立位置に戻す。走行準備レバー３８を離す。メインスイッチ２８をオフ位置に戻す。
【００３０】停止後にメインスイッチ２８をオフ位置に戻せば、電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒがブレーキ状態となり、パーキングブレーキを掛けたことと同じになる。
【００３１】図６は本発明に係る除雪機の回路図であり、特に電動モータ２５Ｌ，２５Ｒ、メインスイッチ２８、バッテリ４３、制御部４４及びモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒの関係について示したものである。
【００３２】メインスイッチ２８は、差込んだキーを回すことで可動接点２８ａを「オフ位置ＯＦＦ」、「オン位置ＯＮ」、「スタート位置ＳＴ」に切換え操作するイグニッションスイッチである。このメインスイッチ２８は、可動接点２８ａがオン位置ＯＮで接触するオン用固定接点２８ｂと、可動接点２８ａがスタート位置ＳＴで接触するスタート用固定接点２８ｃとを備える。メインスイッチ２８をスタート位置ＳＴに切換えたときに、エンジン１２（図４参照）を始動させることができる。
【００３３】本発明は、走行輪等の走行部を駆動する電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを、モータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒを介して制御部４４にて制御するようにした電動車両における、電源装置８０に特徴がある。
【００３４】左のモータ駆動部５２Ｌは、左の電動モータ２５Ｌを正転駆動並びに逆転駆動するモータ駆動回路６０と、モータ駆動回路６０の各ゲートを制御するゲート駆動回路７１と、電動モータ２５Ｌへ供給する電力の電圧を安定化させるための２つのコンデンサ７２，７２と、電動モータ２５Ｌの通電電流を検出する電流検出部７３と、モータ駆動回路６０の温度を検出する温度検出部７４とを備える。
【００３５】モータ駆動回路６０は、４つの電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」と言う。）６１〜６４と、各ＦＥＴ６１〜６４のドレイン・ソース間に接続したダイオード６５〜６８と、を組合せた回路構成である。第１・第２のＦＥＴ６１，６２間と第３・第４のＦＥＴ６３，６４間とに電動モータ２５Ｌを接続し、第１・第３のＦＥＴ６１，６３をメインスイッチ２８のオン用固定接点２８ｂに接続し、第２・第４のＦＥＴ６２，６４をアースする。
【００３６】ゲート駆動回路７１は、メインスイッチ２８のオン用固定接点２８ｂを介してバッテリ４３に接続することで、給電を受けるとともに、制御部４４の制御信号を受けて４つのＦＥＴ６１〜６４をオン・オフ駆動する。なお、上記右のモータ駆動部５２Ｒの構成並びにその配線についても、左のモータ駆動部５２Ｌと同じであり、詳細な説明を省略する。
【００３７】電動車両用電源装置８０は、電源としてのバッテリ４３、メインスイッチ２８、モータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒの経路で電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへ電力を供給する給電回路８１に、コンデンサ７２，７２を接続し、給電回路８１のうちメインスイッチ２８のオン用固定接点２８ｂとコンデンサ７２，７２との間を、予備充電回路８２並びに本充電回路８３の並列回路としたものである。
【００３８】詳しくは、給電回路８１のうちの、オン用固定接点２８ｂとモータ駆動回路６０との間の途中のＰ１点に、２つのコンデンサ７２，７２の各一端を接続するとともに、コンデンサ７２，７２の各他端をアースする。
【００３９】予備充電回路８２並びに本充電回路８３は、オン用固定接点２８ｂとＰ１点との間を互いに並列に結ぶ並列回路である。予備充電回路８２は、充電用抵抗８４並びに逆流防止用ダイオード８５だけが介在し、スイッチが介在しない回路である。一方、本充電回路８３は、常閉接点８６ｂ並びに逆流防止用ダイオード８７だけが介在した回路である。この常閉接点８６ｂは本充電用リレー８６の接点である。本充電用リレー８６は、制御部４４に制御されて励磁するコイル８６ａと、通常ではオンでありコイル８６ａが励磁したときにオフ作動する常閉接点８６ｂとからなる。
【００４０】制御部４４は、オン用固定接点２８ｂに接続することで、メインスイッチ２８のオン操作信号を受けて左右のモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒのゲート駆動回路７１や本充電用リレー８６を制御する。この制御部４４は、メインスイッチ２８をオン操作したときから予備充電時間が経過するまで、常閉接点８６ｂがオン作動せぬように本充電用リレー８６を制御するように構成したことを特徴とする。
【００４１】次に、上記構成の電動車両用電源装置８０の作用を、図６に基づき説明する。メインスイッチ２８をオン操作すると、可動接点２８ａはオン用固定接点２８ｂに接触する。この結果、左右のモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒのゲート駆動回路７１は給電状態になる。
【００４２】同時に、制御部４４はメインスイッチ２８のオン操作信号を受け、メインスイッチ２８をオン操作したときから予備充電時間が経過するまで、本充電用リレー８６のコイル８６ａを励磁させる。コイル８６ａが励磁しているときには、常閉接点８６ｂはオン状態からオフ作動に切り換る。この結果、本充電回路８３は遮断される。このため、メインスイッチ２８をオン操作したときからコンデンサ７２，７２が一定電圧に充電されるまでの予備充電時間では、バッテリ４３→メインスイッチ２８→予備充電回路８２の経路でコンデンサ７２，７２に徐々に充電される。この予備充電の時定数は、充電用抵抗８４の抵抗値とコンデンサ７２，７２の容量とによって決定される。
【００４３】予備充電時間は、制御部４４に内蔵されたタイマ（又はタイマ機能）によってカウントされる時間であり、例えば１ｓｅｃである。制御部４４は、予備充電時間が経過した時点で、本充電用リレー８６のコイル８６ａを非励磁にする。コイル８６ａが非励磁になるので、常閉接点８６ｂはオフ状態からオン作動に切り換る。この結果、本充電回路８３は通電可能になる。このため、バッテリ４３→メインスイッチ２８→本充電回路８３の経路でコンデンサ７２，７２に急速に充電される。急速に充電できる理由は、本充電回路８３に充電用抵抗を備えていないからである。なお、予備充電回路８２を介しても充電可能である。
【００４４】制御部４４からゲート駆動回路７１にパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発することで、バッテリ４３やコンデンサ７２，７２からモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒを介して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへ電力を供給して、正転又は逆転させることができる。さらには、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒや他の何等かの原因によって発生するノイズや、電源電圧の一時的な変化を、コンデンサ７２，７２によって吸収することで、電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへ供給する電力の電圧を安定化させることができる。
【００４５】ここで、上記説明を整理する。メインスイッチ２８をオン操作したときからコンデンサ７２，７２が一定電圧になるまでの予備充電時間においては、コンデンサ７２，７２を充電するために流れる突入電流が極めて大きい。
【００４６】これに対して本発明は、予備充電回路８２にスイッチが介在していないので、突入電流に対するスイッチの耐久性を考慮する必要がない。さらには、本充電回路８３に常閉接点８６ｂを介在させ、メインスイッチ２８をオン操作したときから予備充電時間が経過するまで、常閉接点８６ｂがオン作動せぬように本充電用リレー８６を制御部４４で制御するので、常閉接点８６ｂに突入電流が流れることはない。このため、突入電流に対する常閉接点８６ｂの耐久性を考慮する必要はない。
【００４７】さらに本発明の制御部４４は、（１）電流検出部７３で検出した電動モータ２５Ｌ又は２５Ｒの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒに対して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへの通電停止指令を発する停止ステッップと、（２）この通電停止指令を発した後に電動モータ２５Ｌ又は２５Ｒの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒに対して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒへの通電指令を発する再開ステップとを備え、（３）これらの停止ステッップ並びに再開ステップを反復させるべく制御するように構成するとともに、（４）温度検出部７４で検出したモータ駆動回路６０の温度が温度上限しきい値を越えたとの温度異常高信号を検出したときに、モータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒに対して電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを完全に停止させるように停止指令を発する完全停止ステッップを備えたことを特徴とする。
【００４８】より詳しくは、制御部４４は次の（１）〜（４）の機能を有する。すなわち、（１）左のモータ駆動部５２Ｌの電流検出部７３で検出した通電電流、又は／及び、右のモータ駆動部５２Ｒの電流検出部７３で検出した通電電流が上限しきい値を越えたときに、停止ステッップで通電停止指令を発する。（２）その後に、左のモータ駆動部５２Ｌの電流検出部７３で検出した通電電流、又は／及び、右のモータ駆動部５２Ｒの電流検出部７３で検出した通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、再開ステップで通電指令を発する。（３）これらの停止ステッップ並びに再開ステップの反復回数（再実行回数）が一定の基準実行回数に達したときに、完全停止ステッップで停止指令を発する。（４）さらには、左のモータ駆動部５２Ｌの温度検出部７４で検出した温度、又は／及び、右のモータ駆動部５２Ｒの温度検出部７４で検出した温度が温度上限しきい値を越えたときに、完全停止ステッップで停止指令を発する。
【００４９】図７は本発明に係る制御部による電動モータの電流異常高検出の概念を説明する説明図であり、横軸を時間Ｔｃ（ミリ秒）とし縦軸を電動モータの通電電流Ｉｒ（アンペア）として表す。ここで、電動モータの通電電流Ｉｒのうち、過負荷時の上限しきい値をＩｓとする。上限しきい値Ｉｓについては、電動モータに過負荷が作用したときに、電動モータの耐久性を維持できる上限電流が判断可能な値であればよい。
【００５０】電動モータに過負荷が作用することで、電動モータの通電電流Ｉｒが上昇して上限しきい値Ｉｓを越えたとき（Ｐ１点に達したとき）に、制御部は通電停止指令を発して電動モータへの通電を停止させる。この結果、通電電流Ｉｒは０アンペアまで降下し得る。通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流Ｉｒが０アンペアになるまでの時間（電流下降時間）をＴｒとする。すなわち、電流下降時間ＴｒはＰ２点からＰ３点になるまでの時間である。
【００５１】一般に、電動モータへの通電を停止したときに、電動モータのコイルのインダクタンスの影響により、電動モータの通電電流Ｉｒが０アンペアまで降下するのに若干の時間（１ミリ秒程度）がかかる。この時間が電流下降時間Ｔｒである。本発明は、このような電動モータの特性を積極的に利用したものである。
【００５２】すなわち、電流下降時間Ｔｒが経過するまでの間Ｔｓ（途中の時間Ｔｓ）に、制御部は通電指令を発して、電動モータへの通電を再開させる。途中の時間Ｔｓは電流下降時間Ｔｒよりも小さい。電動モータの過負荷状態が続いているときには、通電電流Ｉｒは降下途中で再び上昇して上限しきい値Ｉｓを越える。このときに、制御部は再び通電停止指令を発して電動モータへの通電を停止させる。電動モータの過負荷状態が続いているときには、制御部はこの通電停止指令と通電指令とを反復する。
【００５３】以上の説明から明らかなように、過負荷時に、通電停止指令を発した後に電流下降時間Ｔｒが経過するまでの間Ｔｓに、通電指令を発して通電を再開させる。このように短いタイミングで、通電の停止と再開とを反復させる。電動モータの通電電流Ｉｒが上限しきい値Ｉｓから降下する途中で通電を再開させるので、過負荷後の電流変動を抑制することができる。この結果、電動モータの出力トルク変動を抑制することができる。従って、電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷状態を解消しつつ電動モータを運転することで、電動車両の走行状態を維持することができる。電動車両を作業用電動車両として採用した場合には、走行状態を維持することで、作業性を高めることができる。しかも、電動モータや関連する電気部品に過電流が流れないので、これらの電動モータや電気部品を過負荷から保護することができる。
【００５４】次に、上記図６に示す制御部４４をマイクロコンピュータとした場合に、電動モータの通電電流が異常高であると判定するときの制御フローについて、図８に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。
【００５５】図８は本発明に係る制御部の制御フローチャートである。なお、この制御はメインスイッチ２８（図６参照）をオン位置ＯＮに切換えたという条件下で実行する。
ＳＴ０１；初期設定をする。例えば再実行回数Ｒｔをリセットする（Ｒｔ＝０）。
ＳＴ０２；モータ駆動部に制御用のＰＷＭ信号を発して、電動モータの回転制御を実行する。
【００５６】ＳＴ０３；電動モータの通電電流Ｉｒを読み込む。
ＳＴ０４；電動モータの通電電流Ｉｒが過負荷時の上限しきい値をＩｓを越えたか否かを調べ、ＹＥＳであれば電流異常高信号を検出したとしてＳＴ０５に進み、ＮＯであればＳＴ１０に進む。
ＳＴ０５；モータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発して、過負荷状態を回避する。すなわち、ＰＷＭ信号のデューティ率を零にする。ここで「デューティ率」とは、周期的パルス列の任意のパルスのパルス幅とパルス繰り返し周期との比のことであり、パルス専有率（pulse duty factor）とも言う。
【００５７】ＳＴ０６；制御部に内蔵したタイマをリセット（Ｔｃ＝０）してスタートさせる。
ＳＴ０７；タイマをスタートしてからのカウント時間（経過時間）Ｔｃが所定の基準時間Ｔｓに達したか否かを調べ、ＹＥＳであればＳＴ０８に進み、ＮＯであればＳＴ０７を繰り返す。この基準時間Ｔｓは、上記図７で説明したように、通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの時間である。
ＳＴ０８；モータ駆動部に対して電動モータへの通電指令を発する。すなわち、ＳＴ０５で通電停止指令を発する直前におけるデューティ率のＰＷＭ信号を発する。
【００５８】ＳＴ０９；通電停止指令及び通電指令を１回ずつ繰り返したとして、再実行回数Ｒｔを１回加算する。
ＳＴ１０；モータ駆動回路の温度Ｔｅｍ１を読み込む。モータ駆動回路の温度は、温度検出部７４（図６参照）で検出した温度である。
ＳＴ１１；モータ駆動回路の温度Ｔｅｍ１が予め設定された温度上限しき値Ｔｅｍ２に達したか否かを調べ、ＹＥＳであれば温度異常高信号を検出したとしてＳＴ１３に進み、ＮＯであればＳＴ１２に進む。
【００５９】ＳＴ１２；再実行回数Ｒｔが予め設定された基準実行回数Ｒｓに達したか否かを調べ、ＹＥＳであれば過負荷が解消されない時間が長いとしてＳＴ１３に進み、ＮＯであればＳＴ０３に戻る。
ＳＴ１３；電動モータの過負荷状態が解消されないか又はモータ駆動回路の温度異常高であるとして、モータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発して、電動モータを完全に停止させる。
ＳＴ１４；作業部を完全に停止させて、スタートにリターンさせる。
【００６０】以上の説明から明らかなように、上記ＳＴ０３〜ＳＴ０５は、電流検出部で検出した電動モータの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発する停止ステッップである。
【００６１】上記ＳＴ０６〜ＳＴ０８は、通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部に対して電動モータへの通電指令を発する再開ステップである。
【００６２】上記ＳＴ０９，ＳＴ１２は、停止ステッップ並びに再開ステップを反復させるべく制御する反復ステップである。
【００６３】上記ＳＴ０９〜ＳＴ１３は、（１）温度検出部で検出したモータ駆動回路の温度が温度上限しきい値を越えたとの温度異常高信号を検出したとき、又は、（２）停止ステッップ並びに再開ステップの反復回数（再実行回数Ｒｔ）が一定の基準実行回数Ｒｓに達したときに、モータ駆動部に対して電動モータを完全に停止させるように停止指令を発する完全停止ステッップである。
【００６４】なお、本発明を適用する作業機は除雪機１０に限るものではなく、図９に示す芝刈機など種類は任意である。図９は本発明に係る電動車両の別実施例図であり、電動車両としての芝刈機１００は、ハウジング１０１にエンジン１０２を搭載し、このエンジン１０２で駆動する回転軸１０３に作業部としてのカッタ１０４を取付ける。エンジン１０２の出力の一部で、ベルト１０５を介して発電機１０６を回し、得た電力をバッテリ１０７に供給するとともに左右の電動モータ（走行モータ）１１２Ｌ，１１２Ｒに供給する、作業者がハウジング１０１の後から連れ歩く歩行型作業機である。
【００６５】ハウジング１０１から前方へ延びた機体１１１に、電動モータ１１２Ｌ，１１２Ｒ及び動力伝達機構１１３Ｌ，１１３Ｒを取付けるとともに、制御部１１５を取付ける。制御部１１５は、左右のモータ駆動部１０８Ｌ，１０８Ｒを介して左右の電動モータ１１２Ｌ，１１２Ｒを制御するものである。電動モータ１１２Ｌ，１１２Ｒの動力は、動力伝達機構１１３Ｌ，１３Ｒを介して左右の走行輪（駆動輪）１１４Ｌ，１１４Ｒに伝わる。
【００６６】さらに、ハウジング１０１の後部下部に左右の後輪１１６Ｌ，１１６Ｒを取付けるとともに、ハウジング１０１の後部上部から後方へ操作ハンドル１１７を延し、操作ハンドル１１７は、変速操作装置１１８及びカッタレバー１１９を備える。方向速度装置１１８は、方向速度レバー１１８ａの位置情報を発するポテンショメータを備える。方向速度装置１１８の方向速度レバー１１８ａを操作することで車両を前進・後進させるとともに速度調整をすることができる。カッタレバー１１９を起こすことでカッタ１０４を回転させることができる。さらにハウジング１０１は、後部に刈り芝を収納するグラスバッグ１２１を着脱自在に取付ける。
【００６７】この芝刈機１００においても、上記図６に示す除雪機の回路と同様の構成並びに作用、効果を有する。すなわち、左右のモータ駆動部１０８Ｌ，１０８Ｒはモータ駆動部５２Ｌ，５２Ｒと同等、左右の電動モータ１１２Ｌ，１１２Ｒは電動モータ２５Ｌ，２５Ｒと同等、制御部１１５は上記図４及び図６〜図８に示す制御部４４と同等、方向速度レバー１１８ａは上記図５に示す方向速度レバー３４と同等、方向速度装置１１８のポテンショメータは上記図４に示すポテンショメータ４９と同等、の各構成並びに各機能を有する。
【００６８】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮する。請求項１は、電動モータの通電電流が上限しきい値を越えたとの電流異常高信号を検出したときに、モータ駆動部に対して電動モータへの通電停止指令を発し、この通電停止指令を発した後に電動モータの通電電流が零になるまでの時間が経過するまでの間に、モータ駆動部からの通電を再開させる。この通電の停止と再開とを短いタイミングで反復させるようにした。
【００６９】このようにして、電動モータの通電電流が上限しきい値から降下する途中で再開させるので、過負荷後の電流変動を抑制することができる。この結果、電動モータの出力トルク変動を抑制することができる。従って、電動モータが過負荷状態になった場合に、過負荷状態を解消しつつ電動モータを運転することで、電動車両の走行状態を維持することができる。電動車両を作業用電動車両として採用した場合には、走行状態を維持することで、作業性を高めることができる。しかも、電動モータや関連する電気部品に過電流が流れないので、これらの電動モータや電気部品を過負荷から保護することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【住所又は居所】東京都港区南青山二丁目１番１号
【出願日】 平成１３年１１月２日（２００１．１１．２）
【代理人】 【識別番号】１０００６７３５６
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎 （外１名）
【公開番号】 特開２００３−１４３７０４（Ｐ２００３−１４３７０４Ａ）
【公開日】 平成１５年５月１６日（２００３．５．１６）
【出願番号】 特願２００１−３３７４６５（Ｐ２００１−３３７４６５）