JP5740593B2 - 電磁ブレーキ付作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、左右車輪と、作業機と、左右車輪に対応してそれぞれ設けられる左右の電磁ブレーキとを備える電磁ブレーキ付作業車両に関する。

芝刈り作業や、耕うん等の対地作業を行うために駆動される作業機を備える対地作業車両が、従来から知られている。また、このような対地作業車両において、それぞれ電動モータや油圧モータ等のモータにより独立に走行駆動される主駆動輪である左右車輪と、キャスタ輪等の操向輪とを備える電動対地作業車両も考えられている。

例えば、作業車両として、作業機である芝刈り機を搭載し、作業者が乗り込んで走行と芝刈の操縦を車上で行う自力走行が可能な芝刈り車両があり、これは乗用型芝刈車両と呼ばれる。芝刈り機としては、例えば、芝刈回転工具等がある。乗用型芝刈車両は、もっぱら庭等のいわゆるオフロードで用いられ、芝刈作業のために地表を移動するものである。

例えば、特許文献１には、内燃機関のエンジンシャフトに発電機のロータを連結したエンジン・発電機一体型を搭載するハイブリッド動力装置が開示されている。動力装置として例示されている芝刈機は、複数の駆動輪にそれぞれ独立の電気モータが連結され、それぞれの駆動輪を独立的に可変速度で制御でき、これによって芝刈機の始動、停止、速度変更、方向転換を行うことができると述べられている。駆動輪の独立速度変更による旋回の例としては、いずれも左右後輪にそれぞれ電気モータが連結されているものが述べられている。なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２がある。

特表２００６−５０７７８９号公報 特開平９−２１０１０６号公報

特許文献１に記載されたような、左右車輪を独立の左右モータにより駆動する芝刈り車両において、左右車輪を制動するために左右の電磁ブレーキをそれぞれ設けて、電磁ブレーキ付作業車両とすることが考えられる。また、電磁ブレーキ付作業車両において、電源から通電されることにより左右車輪の制動解除動作を行い、電源からの通電が遮断されることにより左右車輪の制動動作を行う左右の電磁ブレーキを採用することが考えられる。また、左右の電磁ブレーキにより同時に左右車輪を制動するために、左右の電磁ブレーキと電源との通電及びその遮断を切り換える左右の電磁ブレーキで共通の切換手段を設けることも考えられる。ただし、左右の電磁ブレーキに電源から通電する際に、電源と各電磁ブレーキとを含む回路に断線等の異常が生じたり、左右の一方の電磁ブレーキの制動部に異常が生じて、左右の電磁ブレーキのうち、他方の電磁ブレーキのみが電源から通電される等の一方の電磁ブレーキの異常発生時に、車両が運転者の意図しない旋回動作をする可能性がある。例えば、一方の電磁ブレーキが電源から通電されるのに、他方の電磁ブレーキが電源から通電されない場合、左右車輪の走行状態に差が生じる可能性がある。この場合、車両がいずれかの方向に旋回して運転者の意図しない方向に進行する可能性がある。このため、左右の電磁ブレーキのうち、一方の電磁ブレーキの異常発生時でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止する面から改良の余地がある。

これに対して、特許文献２には、ブレーキ電源回路により動作するマグネットブレーキの異常診断装置において、ブレーキ電源回路からブレーキのコイルに供給される電流値を検出し、増幅後の検出信号からブレーキの動作状態が分かる信号を抽出し、抽出した値と記憶した判定値とを比較し、ブレーキのアーマチュアの動作不良を判定する装置が記載されている。このような特許文献２に記載された装置では、アーマチュアの動作不良を判定する装置が開示されているだけであり、左右の電磁ブレーキの一方の電磁ブレーキに異常が発生した場合でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止する手段は開示されていない。

本発明の目的は、電磁ブレーキ付作業車両において、左右の電磁ブレーキのうち、一方の電磁ブレーキの異常発生時でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止することである。

本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両は、左右の走行用モータによりそれぞれ走行駆動される駆動輪である左右車輪と、対地作業を行うために駆動される作業機と、前記左右車輪に対応してそれぞれ設けられる左右の電磁ブレーキであって、それぞれ電源から通電されることにより前記左右車輪の制動解除動作を行い、前記電源からの通電が遮断されることにより前記左右車輪の制動動作を行う前記左右の電磁ブレーキと、制動解除指令が取得された場合に、前記電源と前記左右の電磁ブレーキとを電気的に接続し、前記電源から前記左右の電磁ブレーキに通電させる、前記左右の電磁ブレーキで共通の共通ブレーキ解除手段と、前記共通ブレーキ解除手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記左右の電磁ブレーキの通電状態を比較し、比較した通電状態の差が許容上限を超える場合に、前記電源と前記左右の電磁ブレーキとの電気的接続を遮断して前記左右車輪を制動させるように前記共通ブレーキ解除手段を制御することを特徴とする電磁ブレーキ付作業車両である。なお、本発明に係る上記構成において、走行用モータは、電動モータの他、油圧モータ等であってもよい。

また、本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両において、好ましくは、前記制御部は、前記左右の電磁ブレーキの通電状態を比較する比較部と、前記比較部で比較した通電状態の差が許容上限を超える場合に、前記電源と前記左右の電磁ブレーキとの電気的接続を遮断して前記左右車輪を制動させるように前記共通ブレーキ解除手段を制御する共通解除制御部とを含む。

また、本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両において、好ましくは、前記左右の電磁ブレーキに対する通電量をそれぞれ検知する左ブレーキ電流センサ及び右ブレーキ電流センサを備え、前記比較部は、前記各電流センサの検知信号から前記左右の電磁ブレーキの通電状態を比較する。

また、本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両において、好ましくは、前記制御部は、前記左右の電磁ブレーキに対する通電状態である、左右ブレーキ通電電流の時間的変化を記憶する記憶部を含み、前記比較部は、記憶部で記憶された前記左右ブレーキ通電電流の時間的変化を比較する。

また、本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両において、好ましくは、前記左右の電磁ブレーキは、それぞれ対応する前記車輪に連動して回転する回転部材と、前記回転部材に対し押し付け可能な押圧部材と、前記押圧部材に対し前記回転部材を押し付ける方向に付勢力を付与する付勢手段と、前記電源からの通電により前記押圧部材を前記付勢力に抗して前記回転部材から離すコイルとを含み、それぞれ前記電源からの通電が遮断されることにより、前記押圧部材が前記回転部材に押し付けられて制動のための押圧動作を行い、前記電源から通電されることにより前記押圧部材が前記回転部材から離れて制動解除のための押圧解除動作を行う。

本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両によれば、左右の電磁ブレーキのうち、一方の電磁ブレーキの異常発生時に、左右の電磁ブレーキの通電状態に差が生じるため、この差が許容上限を超えた場合に、制御部が電源と左右の電磁ブレーキとの電気的接続を遮断して左右車輪を制動させるように共通ブレーキ解除手段を制御する。このため、一方の電磁ブレーキの異常発生時でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止できる。

本発明に係る第１の実施の形態の電磁ブレーキ付作業車両である、芝刈車両の構成を上方から見た略図である。 図１の芝刈車両において、主要部の回路構成を示す図である。 図１の芝刈車両において、制御部であるＥＣＵの構成を示す図である。 図２の回路構成において、制御部により左右の電磁ブレーキの通電を制御する構成を詳しく示す図である。 図１の芝刈車両において、左右の電磁ブレーキの通電を制御する方法を説明するためのフローチャートである。 図１の動力発生ユニットのＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る第２の実施の形態の電磁ブレーキ付作業車両である、芝刈車両において、（Ａ）は正常時の右電磁ブレーキのコイル電流の時間経過の例を示す図であり、（Ｂ）は正常時の右電磁ブレーキのブレーキストロークの時間経過の例を示す図であり、（Ｃ）は異常発生時の左電磁ブレーキのコイル電流の時間経過の例を示す図であり、（Ｄ）は異常発生時の左電磁ブレーキのブレーキストロークの時間経過の例を示す図である。 第２の実施の形態において、左右の電磁ブレーキの通電を制御する方法を説明するためのフローチャートである。

［第１の発明の実施の形態］
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。なお、以下では、電磁ブレーキ付作業車両として、作業機として芝刈り機を備える芝刈車両の場合を説明するが、本発明に係る電磁ブレーキ付作業車両は、これに限定するものではない。例えば作業機として、地面に対する作業、すなわち対地作業を行う作業機、例えば、耕うん機、苗植作業機、地ならし作業機、穴掘り作業機等を備える車両であってもよい。

図１から図６は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１に示すように、電磁ブレーキ付作業車両であり、乗用型対地作業車両である芝刈車両１０は、芝刈に適した自走型のオフロード用車両であり、車体であるメインフレーム１２の前後方向（図１の左右方向）に離れた位置に、２個の左右キャスタ輪１４，１６と、２個の左右車輪１８，２０とを支持して設けている。左右のキャスタ輪１４，１６は、前側車輪であり、操向輪である。２個の左右車輪１８，２０は、後側車輪であり、主駆動輪である。左右車輪１８，２０のそれぞれは、左右車輪１８，２０のそれぞれの側に設けられた左右の動力発生ユニット２２，２４により、独立して走行駆動される。左の動力発生ユニット２２は、ケーシング２６内に歯車等を含む動力伝達機構（図示せず）を含み、ケーシング２６に左の電動モータである走行用モータ３０のモータケースが固定されている。また、ケーシング２６の左の走行用モータ３０と反対側に左の電磁ブレーキ３２のブレーキケースが固定されている。

同様に、右の動力発生ユニット２４は、ケーシング２８内に歯車等を含む動力伝達機構（図示せず）を含み、ケーシング２８に右の電動モータである走行用モータ３４のモータケースが固定されている。また、ケーシング２８の右の走行用モータ３４と反対側に右の電磁ブレーキ３６のブレーキケースが固定されている。図示の例では、各走行用モータ３０，３４が車両の幅方向（図１の上下方向）中央寄りに配置され、各電磁ブレーキ３２，３６が車両の幅方向外側に配置されている。また、各車輪１８，２０に結合固定され、各動力発生ユニット２２，２４のケーシング２６，２８から突出する車軸３８，４０よりも前側（図１の左側）に各走行用モータ３０，３４及び各電磁ブレーキ３２，３６が配置されている。このように電磁ブレーキ３２，３６が左右に２個別れて配置されているので、レイアウトや組み付け性の自由度の向上を図れる。なお、図１の例とは異なり、左右の電磁ブレーキ３２，３６を共通の単一のケーシング内に配置し、ケーシングをメインフレーム１２に支持することもできる。

なお、図１の例とは異なり、車軸３８，４０に対して、走行用モータ３０，３４及び電磁ブレーキ３２，３６が配置される前後方向の側を、左右の動力発生ユニット２２，２４同士で逆にすることもできる。この場合には、車両の幅方向中央寄りの走行用モータ３０，３４の位置を、前後方向に関してずらすことができるため、各動力発生ユニット２２，２４同士の間の空間を小さくすることができる。

各車輪１８，２０は、対応する走行用モータ３０，３４から動力伝達機構及び車軸３８，４０を介して動力が伝達され、各車輪１８，２０同士で独立して駆動される。走行用モータ３０，３４により、左右車輪１８，２０の回転速度を一致させることで、車両が直進走行し、左右車輪１８，２０の回転速度差を発生させることで、車両が旋回走行する。

また、動力伝達機構は、例えば１段または複数段の減速歯車装置等の減速機構を含んでもよい。各動力発生ユニット２２，２４のケーシング２６，２８は、メインフレーム１２に支持されている。また、キャスタ輪１４，１６は、鉛直方向（図１の表裏方向）の軸を中心とする３６０度以上の自由操向を可能としている。なお、キャスタ輪１４，１６は、２個以外、例えば、１個のみを芝刈車両１０に設けることもでき、また、３個以上の複数個のキャスタ輪を芝刈車両１０に設けることもできる。また、本実施の形態では、主駆動輪である左右車輪１８，２０を後輪として、キャスタ輪１４，１６を前輪としているが、主駆動輪である左右車輪１８，２０を前輪として、キャスタ輪１４，１６を後輪とすることもできる。

また、メインフレーム１２は、鋼材等の金属材料を使用し、梁構造等に成形されたものを用いることができる。メインフレーム１２は、上側（図１の表側）に、動力発生ユニット２２，２４の大部分の上側を覆うように設けられた、図示しない横板部（horizontal plate）を含む。そして横板部の上側に、運転者が座る図示しない座席が設けられている。

なお、本明細書で、前側は、図１の左側となる車両の前側を言い、後側は、図１の右側となる車両の後側を言う。また、芝刈車両１０は、作業機である芝刈り機（モア）４２を備え、芝刈り機４２は、メインフレーム１２の下側で、前後方向に関してキャスタ輪１４，１６と車輪１８，２０との間に支持されている。芝刈り機４２では、モアデッキ４４の内側に芝刈り回転工具である図示しない芝刈り用ブレードが設けられている。また、モアデッキ４４に補助輪４６が支持されている。芝刈り用ブレードは、鉛直方向（図１の表裏方向）に向いた回転軸を有し、回転軸の周りに複数のブレードが配置され、ブレードを回転することで芝等を破断して刈り取り可能とする。

また、芝刈車両１０には、電源ユニットであり、二次電池であるバッテリ４８（図２）がメインフレーム１２の上側または下側に支持されており、バッテリ４８の電力を各走行用モータ３０，３４に供給することで、各走行用モータ３０，３４を駆動可能としている。バッテリ４８は、図示しないコネクタ等を介して、外部の商用電源である交流電源等から電力の供給を受けて充電されることができる。

また、芝刈車両１０は、図示しないエンジン及び発電機を搭載したいわゆるハイブリッド式とすることができる。この場合、エンジンの動力を用いて発電機を発電させ、発電させた電力をバッテリ４８に供給可能とすることができる。なお、電源ユニットとして、外部から充電電力の供給を受けるバッテリ４８以外に、燃料電池、太陽電池等のように自己発電機能を有するものを使用することもできる。また、電源ユニットとして、バッテリ４８の代わりにキャパシタ等の他の蓄電部を用いることもできる。

また、芝刈り機４２は、図示しないモアスイッチがオンされることにより、図２に示すバッテリ４８から電力が供給される。この場合、芝刈車両１０が備える制御部であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０がモアスイッチのオンオフを表す信号を受け、その信号に応じて芝刈り機４２（図１）の作動を制御する。芝刈り機４２の芝刈りブレード駆動用のモータには、バッテリ４８から図示しないモア用ドライバーを介して電力が供給される。このような芝刈り機４２は、対地作業を行うために駆動される。

また、図１に示すように、芝刈り機４２で刈り取られた草は、モアデッキ４４内から車両の幅方向の片側または両側に排出される。ただし、芝刈車両１０に図示しない集草タンクを搭載するとともに、集草タンクとモアデッキ４４の端部とを図示しないダクトにより接続し、ダクトの内部に設けられたファンを駆動することで、刈り取られた草を、ダクトを通じて集草タンクに集めることもできる。

また、走行用モータ３０，３４は、バッテリ４８（図２）から電力が供給された場合に、車輪１８，２０に対し回転駆動力を出力する機能を有するが、車輪１８，２０に対し制動がかけられるときに回生エネルギを回収する発電機としての機能を持たせてもよい。走行用モータ３０，３４は、例えば三相の同期電動モータまたは誘導電動モータ等とする。

なお、芝刈り機である芝刈用回転工具として、芝刈り用ブレード型以外に、地表に平行に回転軸を有するシリンダに例えばらせん状の刃を配置し、芝等を挟み取って刈り取る芝刈用リール型を用いることもできる。

また、図２に示すように、ＥＣＵ５０は、走行用モータ３０，３４の動作を総合的に制御する。ＥＣＵ５０は電気回路であるので、芝刈車両１０に複数個所に分散配置することもできる。芝刈車両１０にＥＣＵ５０を１個だけ設けることもできるが、ＥＣＵ５０を複数の要素に分散して、信号ケーブル等で相互に接続することもできる。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵやメモリ等の記憶部７６（図３）等を有する制御回路部を含む。また、ＥＣＵ５０は、制御回路部と、走行用モータ３０，３４を駆動するインバータ回路等のドライバー回路とを含む構成としてもよい。

図１に示すメインフレーム１２の上面側には、座席の他に、旋回指示子であるステアリング操作子（図示せず）と、加速指示子であるアクセルペダル（図示せず）と、制動指示子であるブレーキペダル５２（図２）とが設けられている。ステアリング操作子は、左右のいずれかの方向に回転可能なステアリングホイールであり、ステアリング操作子の操舵角度である旋回指示量が操舵量センサ（図示せず）により検出され、検出された旋回指示量が信号としてＥＣＵ５０に出力される。なお、旋回操作子として、モノレバー式の構造を用いることもできる。また、アクセルペダルの操作量である踏込量である加速指示量は、アクセルセンサ（図示せず）により検出され、検出された加速指示量が信号としてＥＣＵ５０に出力される。また、アクセルペダルは、前進用と後進用とで分かれた２個を設けることもできるが、単一のアクセルペダルで前側の踏込で前進加速を、後側の踏込で後進加速を指示することもできる。

なお、旋回操作子として、加速操作子の機能も有する、座席の左右に分かれて２個設けられた左右レバー（図示せず）を用いることもできる。左右レバーは、前後方向に揺動可能で、前側に倒すことで対応するレバー側の走行用モータ３０（または３４）の前進方向の加速を指示することができ、後側に倒すことで対応するレバー側の走行用モータ３０（または３４）の後進方向の加速を指示することができる。

このような芝刈車両１０では、アクセルペダルを踏み込むことで、前進側または後進側に車両を加速させることができる。また、アクセルペダルの操作時または非操作時に、ステアリング操作子を操舵することで車両をステアリング操作子の操舵方向に応じて旋回させることができる。例えば、ステアリング操作子を直進状態を指示する中立位置として前進側のアクセルペダルを踏み込むと、車輪１８，２０を前進側に回転させ、踏み込み量が大きいほど車輪１８，２０の回転数が高くなり、前進速度が高くなる。このように構成するためにＥＣＵ５０（図２）は、入力された旋回指示量及び加速指示量に応じて、左右の走行用モータ３０，３４を独立して制御する。すなわち、図２に示すように、ＥＣＵ５０は、右走行用モータ３４用のドライバー回路５４に制御信号を出力することで、右走行用モータ３４の駆動を制御し、左走行用モータ３０用のドライバー回路５６に制御信号を出力することで、左走行用モータ３０の駆動を制御する。

また、バッテリ４８は、メインスイッチ５８及びＤＣ／ＤＣコンバータ６０を介してＥＣＵ５０に接続されており、バッテリ４８の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ６０で降圧されてＥＣＵ５０に供給される。例えば、バッテリ４８が４８Ｖである場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０で１２Ｖに降圧されてＥＣＵ５０に供給され、ＥＣＵ５０が作動する。

また、図１、図２に示すように、芝刈車両１０の制動のために、左右車輪１８，２０のそれぞれに対応して上記の左右の電磁ブレーキ３２，３６が設けられている。各電磁ブレーキ３２，３６は、電源であるバッテリ４８から通電、すなわち電力供給されることにより、対応する車輪１８，２０の制動解除動作を行い、バッテリ４８からの通電が遮断されることにより、対応する車輪１８，２０の制動動作を行う。すなわち、図２に示すように、バッテリ４８に、共通ブレーキ解除手段であるブレーキリレー６２を介して左右の電磁ブレーキ３２，３６が接続されている。ブレーキリレー６２は、左右の電磁ブレーキ３２，３６で共通に接続され、ＥＣＵ５０から出力される制御信号によりオンオフが制御される。すなわち、芝刈車両１０の電源スイッチであるメインスイッチ５８がオフされたり、ブレーキペダル５２が操作される、すなわちオンされる等の場合、ＥＣＵ５０から出力され、ブレーキリレー６２で取得される制御信号は０となる。この場合、ブレーキリレー６２はオフされて、バッテリ４８から左右の電磁ブレーキ３２，３６への通電は遮断され、車輪１８，２０（図１）が制動する。なお、ブレーキペダル５２がオンされた場合、ブレーキペダル５２の周辺部に設けられたブレーキセンサ６４からブレーキがオンされたことを表す信号がＥＣＵ５０に出力され、ブレーキペダル５２がオフされた場合、ブレーキセンサ６４からブレーキがオフされたことを表す信号がＥＣＵ５０に出力される。

これに対して、メインスイッチ５８がオンされるとともに、予め設定された所定の特定条件であって、ブレーキペダル５２が非操作である、すなわち踏まれていないことを含む特定条件が成立した場合には、ＥＣＵ５０から制御信号として制動解除指令信号ＣＲ０が出力され、制動解除指令信号ＣＲ０を取得したブレーキリレー６２はオンされて、バッテリ４８から左右の電磁ブレーキ３２，３６に通電され、車輪１８，２０（図１）の制動が解除される。

各電磁ブレーキ３２，３６の詳細構造を図６を参照しつつ説明する。図６は図１の動力発生ユニット２４のＡ−Ａ断面図である。図６は右側の動力発生ユニット２４を示しているが、左側の動力発生ユニット２２も右側の動力発生ユニット２４に対し左右が逆になるだけで同様の構成を有する。電磁ブレーキ３６のカバー３００内において、対応する車輪１８，２０（図１）に連動して回転する回転部材である摩擦プレート３０１と、摩擦プレート３０１を挟んで両側に配置されたスチールプレート３０２，３０３及びコイル３１３とを含む。スチールプレート３０２，３０３は、係止ピン３０４を介し軸方向摺動自在でかつ回転不能にブレーキケース３０５に支持される。コイル３１３は、一対のスチールプレート３０２，３０３の一方のスチールプレート３０２に対向し、通電されることで、該プレート３０２を吸引可能である。また、該プレート３０２が、コイル３１３の非通電時に摩擦プレート３０１を、一対のスチールプレート３０２，３０３の他方のスチールプレート３０３と共働して挟んで押圧するよう、ブレーキケース３０５にはバネ３０６が備えられる。３０７は他方のスチールプレート３０３の軸方向移動を制限する受止板である。左右の電磁ブレーキ３２，３６（３２は図１参照）を構成する摩擦プレート３０１は、例えば、走行用モータ３０，３４（３０は図１参照）のモータ軸に継手を介して連結した回転軸３１１のケース外端寄り位置に結合固定される。回転軸３１１の中央位置には前述した動力伝達機構を構成する小ギア３１２が刻設される。

各電磁ブレーキ３２，３６において、コイル３１３は、バッテリ４８からの通電により電磁力を発生させることで、一方のスチールプレート３０２をバネ３０６の付勢力に抗して吸引する。そして、ブレーキペダル５２（図２）がオンされたり、メインスイッチ５８（図２）がオフされる等により、各電磁ブレーキ３２，３６において、バッテリ４８（図２）からコイル３１３への通電が遮断された場合には、一方のスチールプレート３０２がバネ３０６の付勢力により摩擦プレート３０１に押し付けられて、対応する車輪１８，２０の制動のための押圧動作を行い、摩擦プレート３０１がスチールプレート３０２、３０３の間で挟持される。この場合、対応する車輪１８，２０が制動する。

これに対して、各電磁ブレーキ３２，３６において、バッテリ４８からコイル３１３へ通電された場合には、一方のスチールプレート３０２がバネ３０６の付勢力に抗して、摩擦プレート３０１から離れて、対応する車輪１８，２０の制動解除のための押圧解除動作を行う。この場合、対応する車輪１８，２０の制動が解除され、走行用モータ３０，３４の駆動による走行が可能となる。

なお、上記の受止板３０７は、その中心部に、カバー３００に回転自在に保持された制動解除軸３０８の内端側にスプライン嵌合すると共に、他方のスチールプレート３０３と対向する面には周方向で深さの異なるカム溝３０９を有する。他方のスチールプレート３０３は、カム溝３０９と対向する位置にピン３１０を軸方向摺動自在に案内保持し、該ピン３１０の一端をカム溝３０９の深部に突入させ他端を一方のスチールプレート３０２に当接させる。制動解除軸３０８の外端側はカバー３００より外方へ突出させてあり所定の工具を用いて人為的に回転操作することによりピン３１０の一端がカム溝３０９の浅部に乗り上げピン３１０の他端が、バネ３０６の付勢力に抗して一方のスチールプレート３０２を押し返し、走行用モータ３０，３４（３０は図１参照）並びにコイル３１３への通電が不能に陥っても摩擦プレート３０１の押圧を強制解除して車輪１８，２０（図１）を空転可能として牽引することができる。なお、電磁ブレーキは、このような構成に限定するものではなく、電源から通電されることにより左右車輪１８，２０の制動解除動作を行い、電源からの通電が遮断されることにより左右車輪１８，２０の制動動作を行うものであれば、種々の構成を採用できる。

また、図３に示すように、ＥＣＵ５０は、制動解除指令生成部６６と、右ブレーキ電流センサ６８と、左ブレーキ電流センサ７０と、比較部７２と、共通解除制御部７４と、記憶部７６とを含む。制動解除指令生成部６６は、ＥＣＵ５０に入力される、メインスイッチ５８（図２）がオンされたことを表す信号や、ブレーキセンサ６４（図２）等のセンサやスイッチ等から入力される信号等に応じて、制動解除を指示する制動解除指令信号を生成する。なお、以下の説明では、図１、図２、図６に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。ＥＣＵ５０で生成された制動解除指令信号は、ＥＣＵ５０からブレーキリレー６２に出力される。このため、ブレーキリレー６２がオンされ、左右の電磁ブレーキ３２，３６にバッテリ４８から電力が供給されて、左右の電磁ブレーキ３２，３６の制動が解除される。また、図４に示すように、ＥＣＵ５０で生成された制動解除指令信号は、ＥＣＵ５０とは別に設けられた指令信号出力部７８を介して、ブレーキリレー６２に出力することもできる。

また、図３に戻り、左右のブレーキ電流センサ６８，７０は、左右の電磁ブレーキ３２，３６に対応して設けられたもので、右の電磁ブレーキ３６への通電量が右ブレーキ電流センサ６８で、電流検出信号１（図４）として検知される。また、左の電磁ブレーキ３２への通電量が左ブレーキ電流センサ７０で、電流検出信号２（図４）として検知される。このため、図４に示すように、左右の電磁ブレーキ３２，３６がＥＣＵ５０に接続されている。なお、左右のブレーキ電流センサは、ＥＣＵ５０とは別の部分に設けて、左右のブレーキ電流センサの検出信号をＥＣＵ５０に出力することもできる。

また、図３に示す比較部７２は、左右の電磁ブレーキ３２，３６の通電状態であり、それぞれの検知信号である、電流検出信号１，２を比較する。

また、共通解除制御部７４は、比較部７２で比較した通電状態の差である、左右のブレーキ電流センサ７０，６８の電流検出信号１，２の間の差が許容上限を超えると判定されると、ブレーキリレー６２への制動解除指令信号ＣＲ０の出力を停止することで、バッテリ４８と左右の電磁ブレーキ３２，３６との電気的接続を遮断し、左右車輪１８，２０をバネ３０６により制動させるように、ブレーキリレー６２を制御する。例えば、上記の「許容上限」は０とすることもできる。すなわち、電流検出信号１，２の間の差が０より大きいと判定された場合に、共通解除制御部７４は、バッテリ４８と左右の電磁ブレーキ３２，３６との電気的接続を遮断し、左右車輪１８，２０を制動させるようにブレーキリレー６２を制御することもできる。

例えばブレーキリレー６２に制動解除指令信号ＣＲ０が出力されているのにもかかわらず、左右の電磁ブレーキ３２，３６の一方の電磁ブレーキである右電磁ブレーキ３６とバッテリ４８とを接続する回路に断線等の異常が生じていると、右電磁ブレーキ３６は通電されず、電流検出信号１は０となる。これに対して、左右の電磁ブレーキ３２，３６の他方の電磁ブレーキである左電磁ブレーキ３２とバッテリ４８とを接続する回路が正常であると、電流検出信号１，２の間で差が生じる。このため、上記の共通解除制御部７４の構成を備えないとすると、走行中に異常が発生した右電磁ブレーキ３６のみが作動し、右車輪２０が制動するため、車両が右に旋回し、運転者の意図しない方向に車両が進行する。これに対して、本実施の形態によれば、上記の共通解除制御部７４を備えるので、走行中に、電流検出信号１，２の間で差が生じた場合に、共通解除制御部７４は、ブレーキリレー６２をオフするように制御し、左右車輪１８，２０の両方を制動させるため、車両は旋回せず、停止する。左右の電磁ブレーキ３２，３６で異常、正常が逆の場合でも左右が逆になるだけで同様である。なお、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を設けることで、ＥＣＵ５０用のバッテリと、左右電磁ブレーキ３２，３６用のバッテリとを、単一のバッテリ４８で共通化しているが、ＥＣＵ５０用のバッテリと、左右電磁ブレーキ３２，３６用のバッテリとを、出力電圧が異なる互いに別のバッテリとすることもできる。

図５は、本実施の形態の芝刈車両において、左右の電磁ブレーキ３２，３６の通電を制御する方法を説明するためのフローチャートである。まず、ＥＣＵ５０で、ステップＳ（以下、単に「Ｓ」として説明する。）１０，１２で、メインスイッチ５８がオンされ、ブレーキペダル５２が非操作であることを含む、予め設定した特定条件が成立したと判定されると、Ｓ１４で制動解除指令信号ＣＲ０がブレーキリレー６２に出力されたか否かが判定される。制動解除指令信号ＣＲ０が出力されたと判定された場合には、Ｓ１６で、比較部７２において、各ブレーキ電流センサ６８，７０の電流検出信号１，２が比較され、電流検出信号１，２に許容上限を超える差があるか否かで、左右電磁ブレーキ３２，３６の一方のみが通電されたか否かが判定される。そして、共通解除制御部７４は、左右の電磁ブレーキ３２，３６の一方のみが通電されたと判定された場合に、Ｓ１８でブレーキリレー６２をオフし、バッテリ４８から左右の電磁ブレーキ３２，３６への通電を解除し、左右車輪１８，２０の両方を制動させ、車両を停止させる（Ｓ２０）。

これに対して、共通解除制御部７４は、Ｓ１６で、左右の電磁ブレーキ３２，３６の一方のみが通電されたと判定されない場合、すなわち、両方が通電されたと判定された場合、ブレーキリレー６２をオンした状態のままとし、バッテリ４８から左右の電磁ブレーキ３２，３６へ通電させたままで、左右車輪１８，２０の両方の制動を解除したままとする。

このような本実施の形態によれば、左右の電磁ブレーキ３２，３６のうち、一方の電磁ブレーキ３２（または３６）の異常発生時に、左右の電磁ブレーキ３２，３６の通電状態に差が生じるため、この差が許容上限を超えた場合に、共通解除制御部７４がバッテリ４８と左右の電磁ブレーキ３２，３６との電気的接続を遮断して左右車輪１８，２０を制動させるようにブレーキリレー６２を制御する。このため、一方の電磁ブレーキ３２（または３６）の異常発生時でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止できる。なお、ＥＣＵ５０の上記の機能構成は、プログラムで実現することもできるが、ハード的に実現することもできる。例えば、本実施形態では、ブレーキリレー６２を制御する制御部は、ＣＰＵ、記憶部を有するＥＣＵ５０に限定するものではなく、例えば、電流検出信号１，２が０ではなく、電流検出信号１，２間に差がないときにブレーキリレー６２をオンし、電流検出信号１，２間に差があるときに、ブレーキリレー６２をオフする回路構成により構成されてもよい。

［第２の発明の実施の形態］
図７、図８は、本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の芝刈車両において、ＥＣＵ５０（図３）の一部を除く構成は、上記の第１の実施の形態と同様である。このため、上記の図１から図４、図６の要素と同等の要素、または対応する要素には、同一の符号を付して、以下、図１から図４、図６を参照しつつ説明する。

本実施の形態では、ＥＣＵ５０が有する記憶部７６は、左右の電磁ブレーキ３２，３６に対する通電状態である、左右ブレーキ通電電流であるコイル電流の時間的変化を記憶する。図７は、本実施の形態において、（Ａ）は正常時の右電磁ブレーキ３６のコイル３１３に流す電流であるコイル電流の時間経過の例を示す図であり、（Ｂ）は正常時の右電磁ブレーキ３６のブレーキストロークである、一方のスチールプレート３０２の摩擦プレート３０１から離れる方向へのストローク量、すなわち変位量の時間経過の例を示す図であり、（Ｃ）は異常発生時の左電磁ブレーキ３２のコイル電流の時間経過の例を示す図であり、（Ｄ）は異常発生時の左電磁ブレーキ３２のブレーキストロークの時間経過の例を示す図である。

図７に示すように、車両の制動状態から、制動解除指令信号ＣＲ０がブレーキリレー６２に出力されることによって、左右の電磁ブレーキ３２，３６がバッテリ４８から通電される場合を考える。この場合、図７（Ａ）（Ｃ）に示すように、各電磁ブレーキ３２，３６への通電により時間的にコイル電流が、コイル３１３のインダクタンスとインピーダンス等から上下に振れながら徐々に上昇し、コイル電流の上昇にしたがってコイル３１３による一方のスチールプレート３０２の吸引力も上昇する。この場合、図７（Ｂ）に示すように、正常な右電磁ブレーキ３６でも一方のスチールプレート３０２がコイル３１３に吸引される力がバネ３０６の付勢力を上回らない限りは、一方のスチールプレート３０２が摩擦プレート３０１から離れず、ブレーキストロークは一定のままである。ただし、時間ｔ１の経過時に一方のスチールプレート３０２がコイル３１３に吸引される力がバネ３０６の付勢力を上回ってブレーキストロークが変化し、一方のスチールプレート３０２が摩擦プレート３０１から離れて制動が解除される。この場合、一方のスチールプレート３０２がコイル３１３に急激に近づくことでコイル電流に大きな電流乱れαが発生する。

これに対して、図７（Ｃ）に示すように、左電磁ブレーキ３２に異常が発生して、コイル３１３に電流が流れても何らかの原因により摩擦プレート３０１に一方のスチールプレート３０２が押し付けられたままとなる場合が生じる可能性がないとはいえない。この場合、コイル電流が初期時に右電磁ブレーキ３６の場合と同様に徐々に上昇しても、時間ｔ１経過時にコイル電流の大きな電流乱れが発生しない。そして、図７（Ｄ）に示すように、ブレーキストロークは、時間ｔ１経過後でも経過前と同じに一定のまま維持される。このため、図７（Ａ）（Ｃ）の比較から明らかなように、左右の電磁ブレーキ３２，３６の一方の電磁ブレーキ３２（または３６）に異常が発生した場合、左右電磁ブレーキ３２，３６のコイル電流の時間的変化に違いが生じる。

本実施の形態では、このような理由から記憶部７６に、左右の電磁ブレーキ３２，３６のコイル電流の時間的変化を記憶させ、比較部７２で比較するようにしている。例えば、電磁ブレーキ３２，３６の制動動作状態から制動解除動作に移行する場合にのみ、左右の電磁ブレーキ３２，３６のコイル電流を左右のブレーキ電流センサ７０，６８により検知して、その時間的変化を記憶させ、比較部７２でその時間的変化を比較することもできる。そして、共通解除制御部７４は、比較部７２で比較した通電状態である、左右の電磁ブレーキ３２，３６の通電電流の時間的変化の差が許容上限を超えると判定された場合、例えば左右の電磁ブレーキ３２，３６のコイル電流の時間的変化に差があると判定された場合には、バッテリ４８と左右の電磁ブレーキ３２，３６との電気的接続を遮断して、左右車輪１８，２０を制動させるようにブレーキリレー６２を制御する。

図８は、本実施において、左右の電磁ブレーキ３２，３６の通電を制御する方法を説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートにおいて、Ｓ１６以外は、上記の図５に示した第１の実施形態のフローチャートと同様である。図８に示すように、Ｓ１４で制動解除指令信号ＣＲ０がブレーキリレー６２に出力されたと判定された場合には、Ｓ１６で、比較部７２において、左右電磁ブレーキ３２，３６への通電電流である各コイル電流の時間的変化が比較され、各コイル電流の時間的変化に許容上限を超える差があると判定された場合には、Ｓ１８に移行する。そして、Ｓ１８で、共通解除制御部７４は、ブレーキリレー６２をオフし、バッテリ４８から左右の電磁ブレーキ３２，３６への通電を解除し、左右車輪１８，２０の両方を制動させ、車両を停止させる（Ｓ２０）。

このような本実施の形態でも、上記の第１の実施形態と同様に、左右の電磁ブレーキ３２，３６のうち、一方の電磁ブレーキ３２（または３６）の異常発生時でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止できる。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。

なお、本実施の形態において、各電磁ブレーキ３２，３６のスチールプレート３０２，３０３または摩擦プレート３０１の摩耗量を検出し、その摩耗量の検出値の違いに応じて各コイル電流の時間的変化を補正し、補正後の各コイル電流の時間的変化を比較部７２で比較することもできる。この場合には、スチールプレート３０２，３０３または摩擦プレート３０１の摩耗量が左右の電磁ブレーキ３２，３６で異なる場合でも、異常発生時にのみ左右車輪１８，２０を制動できる、より有効な構成を実現できる。

なお、本実施の形態では、左右電磁ブレーキ３２，３６のコイル電流の時間的変化を比較する場合を説明したが、例えば制動状態から制動解除状態に移行する際の各コイル電流の時間的変化において、単位時間当たりのコイル電流の変化（すなわち、コイル電流の時間的変化率）の最大値と、最大電流変化幅αとを、左右の電磁ブレーキ３２，３６の通電状態として記憶部７６に記憶させることもできる。この場合、比較部で左右電磁ブレーキ３２，３６同士で、単位時間当たりのコイル電流の変化の最大値と最大電流変化幅αとをそれぞれ比較し、コイル電流の変化最大値または最大電流変化幅αまたはその両方が、許容上限を超える場合に、共通解除制御部７４によりブレーキリレー６２をオフし、左右車輪１８，２０を制動させることもできる。また、本実施の形態の制御と、第１の実施の形態の制御とを組み合わせて実行されるようにすることもできる。

また、図示は省略するが、本発明の第３の実施の形態として、左右のブレーキ電流センサのバックアップとして、それぞれに対応する別のブレーキ電流センサを設けることもできる。例えば、上記の図１から図６に示した第１の実施形態において、左右の電磁ブレーキ３２，３６に、左右のブレーキ電流センサ７０，６８とは別の部分に、左右の第２ブレーキ電流センサをＥＣＵ５０内、またはＥＣＵ５０外に接続することもできる。そして、通常時には、左右の第２ブレーキ電流センサと左右の電磁ブレーキ３２，３６とのそれぞれの間に、オフされた状態のリレー等のバックアップスイッチを接続しておく。そして各ブレーキ電流センサ６８，７０のいずれかに異常が発生した場合に、対応するバックアップスイッチをオンして、第２ブレーキ電流センサの検出信号を比較部７２での比較に使用する。また、ＥＣＵ５０で、予め設定した電流検出特定条件の成立時に、バックアップスイッチをオンすることで、各ブレーキ電流センサ６８，７０と、各第２ブレーキ電流センサとで通電電流を検出させ、右のブレーキ電流センサ６８及び第２ブレーキ電流センサ同士と、左のブレーキ電流センサ７０及び第２ブレーキ電流センサ同士とを、それぞれ比較する。そして右または左で、ブレーキ電流センサ６８，７０及び第２ブレーキ電流センサ同士の検出電流の差が許容上限を超えると判定された場合に、いずれかのブレーキ電流センサに異常が発生したとして、各ブレーキ電流センサ６８，７０の検出電流同士の差や、各第２ブレーキ電流センサの検出電流同士の差等にかかわらず、共通解除制御部７４でブレーキリレー６２をオフするようにブレーキリレー６２を制御する。

このような第３の実施の形態でも、左右の電磁ブレーキ３２，３６のうち、一方の電磁ブレーキ３２，３６の異常発生時でも、運転者の意図しない旋回を有効に防止でき、さらに電流センサのいずれかに異常が発生した場合に無理に走行させることなく制動させることができる。

また、上記の各実施の形態では、駆動輪である車輪１８，２０の回転速度差により車両を旋回させる場合を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、左右のキャスタ輪の代わりに、ステアリング操作子にラックピニオン機構等を介して作動的に連結される左右の操舵輪を設けて、ステアリング操作子の操舵に応じて左右の操舵輪の向きを変えるようにすることもできる。

１０ 芝刈車両、１２ メインフレーム、１４，１６ キャスタ輪、１８，２０ 車輪、２２，２４ 動力発生ユニット、２６，２８ ケーシング、３０ 走行用モータ、３２ 電磁ブレーキ、３４ 走行用モータ、３６ 電磁ブレーキ、３８，４０ 車軸、４２ 芝刈り機（モア）、４４ モアデッキ、４６ 補助輪、４８ バッテリ、５０ ＥＣＵ、５２ ブレーキペダル、５４，５６ ドライバー回路、５８ メインスイッチ、６０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６２ ブレーキリレー、６４ ブレーキセンサ、６６ 制動解除指令生成部、６８ 右ブレーキ電流センサ、７０ 左ブレーキ電流センサ、７２ 比較部、７４ 共通解除制御部、７６ 記憶部。

Claims (4)

1. 左右の走行用モータによりそれぞれ走行駆動される駆動輪である左右車輪と、
   対地作業を行うために駆動される作業機と、
   前記左右車輪に対応してそれぞれ設けられる左右の電磁ブレーキであって、それぞれ電源から通電されることにより前記左右車輪の制動解除動作を行い、前記電源からの通電が遮断されることにより前記左右車輪の制動動作を行う前記左右の電磁ブレーキと、
   制動解除指令が取得された場合に、前記電源と前記左右の電磁ブレーキとを電気的に接続し、前記電源から前記左右の電磁ブレーキに通電させる、前記左右の電磁ブレーキで共通の共通ブレーキ解除手段と、
   前記共通ブレーキ解除手段を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記左右の電磁ブレーキの通電状態を比較し、比較した通電状態の差が許容上限を超える場合に、前記電源と前記左右の電磁ブレーキとの電気的接続を遮断して前記左右車輪を制動させるように前記共通ブレーキ解除手段を制御することを特徴とする電磁ブレーキ付作業車両。
2. 請求項１に記載の電磁ブレーキ付作業車両において、
   前記制御部は、
   前記左右の電磁ブレーキの通電状態を比較する比較部と、
   前記比較部で比較した通電状態の差が許容上限を超える場合に、前記電源と前記左右の電磁ブレーキとの電気的接続を遮断して前記左右車輪を制動させるように前記共通ブレーキ解除手段を制御する共通解除制御部とを含むことを特徴とする電磁ブレーキ付作業車両。
3. 請求項２に記載の電磁ブレーキ付作業車両において、
   前記左右の電磁ブレーキに対する通電量をそれぞれ検知する左ブレーキ電流センサ及び右ブレーキ電流センサを備え、
   前記比較部は、前記各電流センサの検知信号から前記左右の電磁ブレーキの通電状態を比較することを特徴とする電磁ブレーキ付作業車両。
4. 請求項２または請求項３に記載の電磁ブレーキ付作業車両において、
   前記制御部は、前記左右の電磁ブレーキに対する通電状態である、左右ブレーキ通電電流の時間的変化を記憶する記憶部を含み、
   前記比較部は、記憶部で記憶された前記左右ブレーキ通電電流の時間的変化を比較することを特徴とする電磁ブレーキ付作業車両。

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