(57)【要約】【課題】モータの回転速度の誤認識を抑制可能な電動作業機を提供する。【解決手段】電動作業機は、モータと、ホールセンサと、間隔検出部と、速度算出部と、閾値設定部と、ノイズ検出部と、を備える。速度算出部は、間隔検出部により検出されたホールセンサの検出信号のエッジ間隔を用いて、モータの回転速度を算出する。閾値設定部は、エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定する。ノイズ検出部は、今回の回転速度の算出用のエッジ間隔が、設定された間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出する。速度検出部は、ノイズ混入が検出された場合に、回転速度の通常算出処理とは異なる回転速度の特殊算出処理を実行する。【選択図】図５
2020121379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータのロータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサと、
前記ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成された間隔検出部と、
前記間隔検出部により検出された前記エッジ間隔を用いて、前記モータの回転速度を算出するように構成された速度算出部と、
前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成された閾値設定部と、
今回の前記回転速度の算出用の前記エッジ間隔が、前記閾値設定部により設定された前記間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成されたノイズ検出部と、を備え、
前記速度算出部は、前記ノイズ検出部により前記ノイズ混入が検出された場合に、前記回転速度の通常算出処理とは異なる前記回転速度の特殊算出処理を実行する、
電動作業機。
【請求項２】
前記速度算出部は、前記通常算出処理において、前記間隔検出部により連続して検出された所定数の前記エッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、前記所定数で除算した間隔平均値から前記回転速度を算出する、
請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記速度算出部は、前記特殊算出処理において、前記間隔セットから混入したノイズの影響を除くように、前記通常算出処理において前記回転速度の算出に用いる値を補正して、前記回転速度を算出する、
請求項２に記載の電動作業機。
【請求項４】
前記閾値設定部は、前回の前記回転速度の算出に用いられた前記間隔平均値に基づいて、前記間隔閾値を設定する、
請求項２又は３に記載の電動作業機。
【請求項５】
前記速度算出部は、前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、前回算出した前記間隔平均値を前記間隔合計値に加算して前記間隔合計値を補正する、
請求項３に記載の電動作業機。
【請求項６】
前記速度算出部は、前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、前回算出した前記間隔平均値と前記短間隔との差分を、前記間隔合計値に加算して前記間隔合計値を補正する、
請求項３に記載の電動作業機。
【請求項７】
前記速度算出部は、前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、前記所定数を１つ少ない値に補正する、
請求項３に記載の電動作業機。
【請求項８】
前記速度算出部は、前記特殊算出処理において、前記間隔閾値以下の前記エッジ間隔である短間隔が、前記間隔セットにおいて端に存在し、且つ、前記間隔セットにおいて前記短間隔とその隣接する前記エッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、前記間隔合計値から前記短間隔を差し引いて前記間隔合計値を補正するとともに、前記所定数を１つ少ない値に補正する、
請求項３に記載の電動作業機。
【請求項９】
前記速度算出部は、前記特殊算出処理において、前回算出した前記回転速度を今回の前記回転速度として算出する、
請求項１又は２に記載の電動作業機。
【請求項１０】
前記ノイズ検出部は、前記回転速度の算出に用いる前記エッジ間隔において、検出する前記ノイズ混入を１つ以下に限る、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ホールセンサ信号を用いてモータを制御する電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電動工具のように、モータのロータの位置を検出するホールセンサを備え、ホールセンサの検出信号からモータの回転速度を認識する電動作業機が知られている。このような電動作業機は、認識した回転速度を用いて、モータの回転制御を行ったり、キックバック検出を行なったりする。キックバックは、電動作業機が被加工材から跳ね返されて、回転速度の急な低下が生じる現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４０８４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホールセンサの検出信号は、ロータの磁極の変化に応じて、ローからハイ、ハイからローに変化する。モータの回転速度は、検出信号のエッジ間隔から算出される。そのため、検出信号に静電気ノイズなどのノイズが混入してノイズがエッジとして検出されると、誤った回転速度が誤認識される可能性がある。モータの回転速度が誤認識されると、モータの回転速度制御やキックバック検出など、回転速度に基づいて行う制御に支障が生じるおそれがある。
【０００５】
本開示の１つの局面は、モータの回転速度の誤認識を抑制可能な電動作業機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの局面は、電動作業機であって、モータと、ホールセンサと、間隔検出部と、速度算出部と、閾値設定部と、ノイズ検出部と、を備える。ホールセンサは、モータのロータの回転位置を検出するように構成される。間隔検出部は、ホールセンサの検出信号のエッジ間隔を検出するように構成される。速度算出部は、間隔検出部により検出されたエッジ間隔を用いて、モータの回転速度を算出するように構成される。閾値設定部は、前記エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値を設定するように構成される。ノイズ検出部は、今回の回転速度の算出用のエッジ間隔が、閾値設定部により設定された間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出するように構成される。速度算出部は、ノイズ検出部によりノイズ混入が検出された場合に、回転速度の通常算出処理とは異なる回転速度の特殊算出処理を実行する。
【０００７】
本開示の１つの局面によれば、ホールセンサの検出信号のエッジ間隔が検出され、検出されたエッジ間隔を用いて、モータの回転速度が算出される。ここで、検出信号にノイズが混入した場合、エッジ間隔が本来のエッジ間隔よりも短く検出される。そこで、エッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値が設定され、エッジ間隔が設定された間隔閾値よりも短い場合に、ノイズ混入が検出される。そして、ノイズ混入が検出された場合には、回転速度の通常算出処理とは異なる特殊算出処理が実行されて、回転速度が算出される。したがって、モータの回転速度の誤認識を抑制することができる。
【０００８】
また、速度算出部は、通常算出処理において、間隔検出部により連続して検出された所定数のエッジ間隔である間隔セットの間隔合計値を、所定数で除算した間隔平均値から回転速度を算出してもよい。
【０００９】
ノイズ混入が検出されていない場合には通常算出処理が実行されて、回転速度が算出される。通常算出処理では、連続して検出された所定数のエッジ間隔を平均した間隔平均値から回転速度が算出される。間隔平均値を用いることにより、安定した回転速度を算出することができる。
【００１０】
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔セットから混入したノイズの影響を除くように、通常算出処理において回転速度の算出に用いる値を補正して、回転速度を算出してもよい。
【００１１】
ノイズ混入が検出された場合には、特殊算出処理が実行され、ノイズの影響を除くように、通常算出処理において回転速度の算出に用いる値が補正される。そして、補正された値を用いて回転速度が算出される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。
【００１２】
また、閾値設定部は、前回の回転速度の算出に用いられた間隔平均値に基づいて、間隔閾値を設定してもよい。
前回の回転速度の算出に用いられた間隔平均値に基づいて、間隔閾値が設定されることにより、適切な間隔閾値を設定して、高精度にノイズ混入を検出することができる。
【００１３】
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、前回算出した間隔平均値を間隔合計値に加算して間隔合計値を補正してもよい。
【００１４】
ノイズが混入している場合には、本来１つのエッジ間隔として検出されるべき間隔が、２つのエッジ間隔として検出される。そして、短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、及び、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値未満の場合には、ノイズ混入によって２つに分かれたエッジ間隔の両方が間隔セットに含まれていると判定できる。この場合、間隔セットは１つ分のエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値が加算され、間隔合計値が補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。
【００１５】
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分を、間隔合計値に加算して間隔合計値を補正してもよい。
【００１６】
ノイズが混入している場合には、本来１つのエッジ間隔として検出されるべき間隔が、２つのエッジ間隔として検出される。そして、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値以上の場合には、ノイズ混入によって２つに分かれたエッジ間隔の片方のみが間隔セットに含まれていると判定できる。この場合、間隔セットは、ノイズ混入によって２つに分かれたエッジ間隔のもう一方に相当するエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分が加算され、間隔合計値が補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。
【００１７】
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて両端以外に存在する場合、及び、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値未満の場合には、所定数を１つ少ない値に補正してもよい。
【００１８】
短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、及び、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値未満の場合には、間隔セットは１つ分のエッジ間隔が不足している。よって、所定数が１つ少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。
【００１９】
また、速度算出部は、特殊算出処理において、間隔閾値以下のエッジ間隔である短間隔が、間隔セットにおいて端に存在し、且つ、間隔セットにおいて短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値が加算閾値以上の場合には、間隔合計値から短間隔を差し引いて間隔合計値を補正するとともに、所定数を１つ少ない値に補正してもよい。
【００２０】
短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値以上の場合には、ノイズ混入によって２つに分かれたエッジ間隔のもう一方に相当するエッジ間隔が不足している。よって、間隔合計値が間隔合計値から短間隔を差し引いた値に補正されるとともに、所定数が１つ少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。
【００２１】
また、速度算出部は、特殊算出処理において、前回算出した回転速度を今回の回転速度として算出してもよい。
通常、モータの回転速度は、前回算出された回転速度の値に近いことが多い。よって、ノイズ混入が検出された場合には、前回算出された回転速度が今回の回転速度として算出される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。
【００２２】
また、ノイズ検出部は、回転速度の算出に用いるエッジ間隔において、検出するノイズ混入を１つ以下に限ってもよい。
所定数のエッジ間隔にノイズが混入する頻度は十分に低く、所定数のエッジ間隔に、２つ以上のノイズが混入する可能性よりも、回転速度の加速によりエッジ間隔が短くなる可能性の方が高い。そのため、２つ以上のノイズ混入を検出すると、却って回転速度を誤認識する可能性がある。そこで、検出するノイズ混入を１つ以下に限定することによって、回転速度の誤認識を抑制しつつ、回転速度の変化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の草刈機の外観を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態のコントローラの回路構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る制御回路が実行するメイン処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る制御回路が実行するモータ制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るモータの回転速度算出処理を示すフローチャートである。
【図６】通常算出処理において用いるエッジ間隔を示す図である。
【図７】第１例のノイズ混入時において、特殊算出処理において用いるエッジ間隔を示す図である。
【図８】第１例のノイズ混入時における各エッジ間隔のキャプチャ値及び対応する回転速度を示す図である。
【図９】第２例のノイズ混入時において、特殊算出処理において用いるエッジ間隔を示す図である。
【図１０】第３例のノイズ混入時において、特殊算出処理において用いるエッジ間隔を示す図である。
【図１１】回転速度の加速時における平均間隔のキャプチャ値の変化を示す図である。
【図１２】１回ノイズ混入時における各エッジ間隔のキャプチャ値と回転速度とを示すグラフである。
【図１３】１回ノイズ混入時における算出された回転速度の時間変化を示すグラフである。
【図１４】２回ノイズ混入時における各エッジ間隔のキャプチャ値と回転速度とを示すグラフである。
【図１５】２回ノイズ混入時における算出された回転速度の時間変化を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態に係るモータの回転速度算出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
（第１実施形態）
＜１．構成＞
＜１−１．全体構成＞
まず、本実施形態に係る草刈機１の全体構成について、図１を参照して説明する。草刈機１は、本開示の１つの局面における作業機の一例に相当する。
【００２５】
草刈機１は、メインパイプ２と、制御ユニット３と、駆動ユニット４と、カバー５と、ハンドル６と、を備える。
メインパイプ２は、長尺かつ中空の棒状に形成されている。メインパイプ２の後端側に制御ユニット３が設けられ、メインパイプ２の前端側に駆動ユニット４及びカバー５が設けられている。
【００２６】
駆動ユニット４は、モータハウジング１６と、刈刃１７と、を備えている。刈刃１７は、草や小径木などの刈り取り対象物を刈り取るための作業ツールであり、モータハウジング１６に対して着脱可能に構成されている。刈刃１７は、金属製であって、円板形状を有しており、外周全体に渡って鋸刃状の歯が形成されている。カバー５は、刈刃１７により刈り取られた草等が、草刈機１の使用者に飛んでくることを抑止するために設けられている。
【００２７】
モータハウジング１６の内部には、刈刃１７を回転させるための回転力を発生するモータ１５が搭載されている。モータ１５の駆動により発生した回転力は、減速機構を介して刈刃１７が装着された作業ツール回転軸に伝達される。モータ１５は、ロータとステータとを備える、３相のブラシレスモータである。
【００２８】
ハンドル６は、Ｕ字状に形成されており、メインパイプ２の長さ方向における中間位置近傍でメインパイプ２に接続されている。ハンドル６の第１端側には作業者が右手で把持する右グリップ７が設けられており、ハンドル６の第２端側には作業者が左手で把持する左グリップ８が設けられている。
【００２９】
右グリップ７の先端側には、表示部９、ロックオフボタン１０、及びトリガ１１が設けられている。表示部９は、使用者から視認可能に設けられており、草刈機１に関する情報を表示する。草刈機１に関する情報は、例えば、後述するバッテリ２０の残容量、モータ１５の回転速度、モータ１５の動作モードなどである。また、右グリップ７の先端側には、モータ１５の回転方向を正回転又は逆回転の何れかに切り替えるための方向切替スイッチ５１（図２参照）も設けられている。
【００３０】
トリガ１１は、作業者が刈刃１７の回転又は停止を指示するために操作する操作部材である。右グリップ７の内部には、トリガ１１と連動して動作するトリガスイッチ１２が配置されている。トリガスイッチ１２は、トリガ１１の操作時にオンし、トリガ１１の非操作時にオフして、そのオン状態又はオフ状態を示すトリガ信号を出力する。ロックオフボタン１０は、刈刃１７の誤動作を防止又は抑制するためのボタンである。
【００３１】
右グリップ７の下端と制御ユニット３の前端の間には、制御配線パイプ１３が設けられている。制御配線パイプ１３は、中空のチューブ形状に形成されており、弾性を有する。制御配線パイプ１３の内部には、制御用ハーネスが配設されている。制御用ハーネスは、表示部９及びトリガスイッチ１２と制御ユニット３とを電気的に接続するための配線である。
【００３２】
制御ユニット３は、後端ハウジング２１と、バッテリパック２２とを備えている。バッテリパック２２は、後端ハウジング２１の後端部に着脱可能に構成されている。
図２に示すように、バッテリパック２２は、バッテリ２０と、バッテリ制御回路２５と、を内蔵している。バッテリ２０は、後端ハウジング２１内の各部及びモータ１５へ直流電力を供給するための、繰り返し充電可能な電源である。バッテリ２０は、一例としてリチウムイオン二次電池である。バッテリ制御回路２５は、ＣＰＵ２５ａ、メモリ２５ｂ及びＩ／Ｏ等を備え、バッテリ２０の充電及び放電を制御する。バッテリ制御回路２５は、バッテリ２０の状態に応じて、放電許可信号又は放電禁止信号を、バッテリ通信端子２６を介して草刈機１へ出力する。
【００３３】
後端ハウジング２１の前端側には、変速ダイヤル２３及びメインスイッチ２４が、作業者が操作可能な状態で設けられている。変速ダイヤル２３は、使用者がモータ１５の回転速度を可変設定するために設けられている。メインスイッチ２４は、バッテリ２０から各部への給電を開始させることで、草刈機１を使用可能な状態にするためのスイッチである。また、後端ハウジング２１の内部には、後述するコントローラ３０が配置されている。コントローラ３０は、モータ１５への通電を制御することによりモータ１５の駆動を制御する。
【００３４】
＜１−１．回路構成＞
次に、コントローラ３０の回路構成について、図２を参照して説明する。
コントローラ３０は、制御回路３１と、ゲート回路３２と、駆動回路３３と、レギュレータ４１と、コントローラ通信端子５５と、ホールセンサ６１と、電流検出部６２と、バッテリ電圧検出部４２と、を備える。コントローラ３０の正負両極の端子は、バッテリパック２２の正負両極の端子にそれぞれ接続される。
【００３５】
駆動回路３３は、バッテリ２０から電力供給を受けて、モータ１５の各相に対応する各巻線に電流を流す回路である。具体的には、駆動回路３３は、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を備える３相フルブリッジ回路である。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成されるが、これに限定されるものではない。
【００３６】
ゲート回路３２は、制御回路３１から出力された制御信号に従い、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン又はオフさせ、モータ１５の各相巻線に順次電流を流すことで、モータ１５を回転させる。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を全てオフさせた場合、モータ１５はフリーランの状態となる。また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をいずれもオフ、且つスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をいずれもオンさせた場合、モータ１５はいわゆる短絡ブレーキがかかった状態となる。
【００３７】
レギュレータ４１は、メインスイッチ２４がオンのときに、バッテリ２０から電力供給を受けて、制御回路３１を動作させるために必要な一定の電源電圧Ｖｃｃ（例えば、直流５Ｖ）を生成する。
【００３８】
ホールセンサ６１は、モータ１５の近傍に配置され、ロータの回転位置を検出する。具体的には、ホールセンサ６１は、モータ１５の相数のホール素子、すなわち３個のホール素子を備えている。３個のホール素子は、ロータの磁極に対峙したステータ側に１２０度間隔で配置されている。各ホール素子は、ロータの磁極の変化に応じて、ローからハイ、及びハイからローに変化する素子検出信号を生成する。ホールセンサ６１は、３個のホール素子のそれぞれが生成した素子検出信号を合成したセンサ検出信号を、制御回路３１へ出力する。
【００３９】
電流検出部６２は、駆動回路３３からコントローラ３０の負極に至る通電経路に設けられており、モータ１５に流れた電流の値を検出し、電流検出信号を制御回路３１へ出力する。
【００４０】
バッテリ電圧検出部４２は、コントローラ３０の正極端子と負極端子との間の電圧、すなわち、バッテリ２０の電圧の値を検出し、電圧検出信号を制御回路３１へ出力する。
コントローラ通信端子５５は、バッテリ通信端子２６に接続される。バッテリ制御回路２５から出力された放電許可信号又は放電禁止信号は、バッテリ通信端子２６及びコントローラ通信端子５５を介して、制御回路３１へ入力される。
【００４１】
制御回路３１は、ＣＰＵ３１ａ、メモリ３１ｂ及びＩ／Ｏ等を備え、レギュレータ４１から電力供給を受けて動作する。制御回路３１には、ホールセンサ６１、電流検出部６２、バッテリ電圧検出部４２、コントローラ通信端子５５、メインスイッチ２４、トリガスイッチ１２、方向切替スイッチ５１、及び表示部９が接続されている。また、制御回路３１には、使用者が作業に応じてモータ１５の動作モードを設定するためのモード選択スイッチ等も接続されている。
【００４２】
制御回路３１は、センサ検出信号からモータ１５の回転速度を算出する。制御回路３１は、入力された各種信号及び算出した回転速度に基づいて、モータ１５の駆動を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号をゲート回路３２へ出力する。
【００４３】
また、制御回路３１は、算出した回転速度を用いて、キックバックの発生の有無を判定する。キックバックは、草刈機１の刈刃１７が岩や樹木などの固い物体に当たった反動で跳ね返る現象である。キックバックが発生すると、モータ１５の回転速度が急激に低下する。よって、制御回路３１は、算出した回転速度に基づいて、キックバックの発生を検出することができる。制御回路３１は、キックバックの発生を判定した場合には、モータ１５の駆動を停止させてもよい。
なお、本実施形態では、制御回路３１が、ＣＰＵ３１ａがメモリ３１ｂに格納されているプログラムを実行することにより、間隔検出部、速度算出部、閾値設定部、及びノイズ検出部の機能を実現する。
【００４４】
＜２．処理＞
＜２−１．メイン処理＞
次に、制御回路３１が実行するメイン処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
まず、Ｓ１０では、タイムベースが経過したか否か判定する。タイムベースが経過していない場合には待機し、タイムベースが経過した場合にはＳ２０の処理へ進む。タイムベースは、制御回路３１の処理周期に相当する。本実施形態では、処理周期は１ｍｓである。
【００４６】
続いて、Ｓ２０では、トリガスイッチ１２の操作検出処理を実行する。詳しくは、制御回路３１は、トリガスイッチ１２からの信号に基づいて、トリガスイッチ１２がオンかオフかを検出する。
【００４７】
続いて、Ｓ３０では、ＡＤ変換処理を実行する。詳しくは、制御回路３１は、バッテリ電圧検出部４２、電流検出部６２等から入力された検出信号をＡＤ変換する。これにより、制御回路３１は、モータ１５に流れる電流値、バッテリ２０の電圧値等を取得する。
【００４８】
続いて、Ｓ４０では、異常検出処理を実行する。詳しくは、制御回路３１は、Ｓ３０において取得した電流値、電圧値等とそれぞれの閾値とを比較して、過電流、バッテリ電圧の低下などの異常を検出する。
【００４９】
続いて、Ｓ５０では、モード及び方向設定処理を実行する。詳しくは、制御回路３１は、各種スイッチからの入力信号に応じて、モータ１５の動作モード及び回転方向を設定する。
続いて、Ｓ６０では、Ｓ２０〜Ｓ５０の処理結果に基づいて、モータ制御処理を実行する。モータ制御処理の詳細は後述する。
【００５０】
続いて、Ｓ７０では、表示処理を実行する。詳しくは、制御回路３１は、モータ１５の動作モード、バッテリ２０の残容量、検出された異常などを表示部９に表示して、使用者に報知する。以上で本処理を終了する。
【００５１】
＜２−２．モータ制御処理＞
次に、制御回路３１が実行するモータ制御処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
まず、Ｓ１００では、ホールセンサ６１から出力されたセンサ検出信号を用いて、回転速度算出処理を実行する。回転速度算出処理の詳細は後述する。
続いて、Ｓ１１０では、トリガスイッチ１２がオンになっているか否か判定する。制御回路３１は、トリガスイッチ１２がオンになっている場合には、Ｓ１２０の処理へ進み、トリガスイッチ１２がオフになっている場合には、Ｓ１４０の処理へ進む。
【００５３】
Ｓ１２０では、モータ１５、コントローラ３０、及びバッテリパック２２に異常がないか検出されていないか否か判定する。また、制御回路３１は、Ｓ１００において算出した回転速度に基づいて、キックバックの発生の有無を判定する。何も異常が検出されておらず、且つ、キックバックの発生なしと判定された場合には、Ｓ１３０の処理へ進む。一方、いずれかの異常が検出されている場合、又はキックバックの発生ありと判定された場合には、Ｓ１４０の処理へ進む。
【００５４】
Ｓ１３０では、モータ１５の制御処理を実行する。詳しくは、Ｓ１００において算出したモータ１５の回転速度を用いて、Ｓ５０において設定した回転方向におけるモータ１５の回転速度が、設定した動作モードに対応する目標回転速度に収束するように、駆動回路３３の各スイッチン素子のPulse Width Modulation（ＰＷＭ）デューティ比を算出する。さらに、制御回路３１は、算出したＰＷＭデューティ比に応じた制御信号をゲート回路３２へ出力し、本処理を終了する。
【００５５】
一方、Ｓ１４０では、ブレーキ制御を実行するか否か判定する。詳しくは、制御回路３１は、モータ１５が回転しており、且つ、モータ１５に制動力を発生させてもコントローラ３０に影響がない場合には、ブレーキ制御を実行すると判定する。この場合、制御回路３１は、Ｓ１５０においてブレーキフラグをセットし、本処理を終了する。これにより、バッテリ２０からモータ１５への電力供給が停止されて、短絡ブレーキが実行される。
【００５６】
また、Ｓ１４０において、制御回路３１は、モータ１５が回転していない場合、又は、モータ１５が回転しているがモータ１５に制動力を発生させるとコントローラ３０に影響がある場合には、ブレーキ制御を実施しないと判定する。この場合、制御回路３１は、Ｓ１６０においてブレーキフラグをクリアし、本処理を終了する。これにより、バッテリ２０からモータ１５への電力供給が停止される。そして、モータ１５が回転している場合には、フリーランなどが実行される。
【００５７】
＜２−３．回転速度算出処理＞
次に、制御回路３１が実行するモータ１５の回転速度算出処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
まず、Ｓ２００では、センサ検出信号にノイズ混入があるか否か判定する。図６に、ノイズが混入していないセンサ検出信号を示す。
制御回路３１は、タイマ機能を備えており、センサ検出信号のエッジのタイミングでタイマのカウントを開始し、次のエッジのタイミングでタイマをリセットして新たにカウントを開始する。エッジ間のタイマのカウント値をキャプチャ値と称する。センサ検出信号のエッジのタイミングとは、センサ検出信号がローからハイ又はハイからローに変化するタイミングである。
【００５９】
モータ１５が２極（すなわち１極対）モータの場合、１つのエッジ間隔は、ロータが６０度回転する時間に相当する。また、モータ１５が４極（すなわち２極対）モータの場合、１つのエッジ間隔は、ロータが３０度回転する時間に相当する。
【００６０】
一般に、１つのエッジ間隔のキャプチャ値から回転速度を算出すると、変動が大きく不安定になるため、連続する所定数のエッジ間隔（以下、間隔セットと称する）のキャプチャ値を平均して間隔平均値を算出し、算出した間隔平均値から回転速度を算出する。本実施形態では、図６に示すように、連続するエッジ間隔＃１〜＃８のキャプチャ値を平均した平均間隔を用いる。
【００６１】
なお、本実施形態では、所定数を８としているが、所定数は８に限定されるものではない。所定数が少ないほど、算出される回転速度は、実際の回転速度の変化に対する反応が早くなるが、安定性が低くなる。一方、所定数が多いほど、算出される回転速度は、実際の回転速度の変化に対する反応が遅くなるが、安定性が高くなる。よって、所定数は、制御に用いる回転速度に必要な安定性と反応性を考慮して、適切に設定すればよい。ここで、所定数を、モータ１５の相数×極数の整数倍にすると、３つのホール素子に位置ずれがあった場合に、エッジ間隔を平均化することで、位置ずれに応じたキャプチャ数の差分が相殺される。したがって、所定数を、モータ１５の相数×極数の整数倍にしてもよい。
【００６２】
図６に示すように、回転速度が一定でノイズが混入していない場合、８個のエッジ間隔はほぼ等しい。一方、図７に、ノイズが混入しているセンサ検出信号の第１例を示す。図７に示す第１例の場合、エッジ間隔＃６の後に、ノイズが混入している。このようなノイズは、例えば、静電気ノイズであり、刈刃１７が静電気を発生しやすい材質の被加工材を切断した場合などに生じる。
【００６３】
センサ検出信号にノイズが混入していると、制御回路３１はノイズをエッジと認識する。そのため、図７に示す第１例では、本来、１つのエッジ間隔＃７として取得されるべき間隔が、エッジ間隔＃７とエッジ間隔＃８の２つの間隔として取得される。その結果、図８に示すように、間隔セットの間隔平均値は、本来の間隔平均値よりも小さく算出され、回転速度は本来の回転速度よりも高く算出される。具体的には、本来の回転速度が３８０００ｒｐｍ程度であるのに対して、約６０００ｒｐｍ高い回転速度が算出される。
【００６４】
このように、本来の回転速度よりも高い回転速度に誤認識されると、モータ１５の回転制御に支障が生じ、モータ１５の回転速度を目標回転速度に収束させることができない可能性がある。また、ノイズの影響を受けた回転速度が算出された後、間隔セットにノイズの影響がなくなると、正しい回転速度が算出される。この場合、制御回路３１は、回転速度が急激に低下したと判定する可能性がある。その結果、制御回路３１は、キックバックの発生ありと誤判定する可能性がある。
【００６５】
そこで、Ｓ２００において、制御回路３１は、間隔セットにノイズの混入があるか否か判定する。前述したように、エッジ間隔にノイズが混入すると、本来のエッジ間隔よりもエッジ間隔が短くなる。そこで、制御回路３１は、間隔セットに含まれる各エッジ間隔とエッジ間隔が正常か否か判定するための間隔閾値とを比較し、エッジ間隔が間隔閾値以下の場合に、ノイズ混入を検出する。
【００６６】
制御回路３１は、前回の処理周期（すなわち、１ｍｓ前）の回転速度の算出に用いられたエッジ間隔（具体的には、間隔平均値）に基づいて、間隔閾値を設定する。例えば、制御回路３１は、間隔閾値を、前回の間隔平均値×０．６に設定する。
【００６７】
そして、制御回路３１は、ノイズ混入を検出していない場合には、Ｓ２１０の処理へ進み、ノイズ混入を検出した場合には、Ｓ２２０の処理へ進む。
Ｓ２１０では、通常算出処理によって、間隔セットの間隔平均値を算出する。具体的には、制御回路３１は、間隔セットに含まれる８個分のエッジ間隔の合計間隔値を、所定数である８で除して、間隔平均値を算出する。すなわち、通常算出処理では、合計間隔値及び所定数を補正することなく用いて間隔平均値を算出する。その後、Ｓ２３０の処理へ進む。
【００６８】
一方、Ｓ２２０では、特殊算出処理によって、間隔セットの間隔平均値を算出する。特殊算出処理では、間隔セットから混入したノイズの影響を除くように、通常算出処理において用いる合計間隔値及び所定数の少なくとも一方を補正して、間隔平均値を算出する。その後、Ｓ２３０の処理へ進む。
【００６９】
具体的には、図７に示す第１例の場合には、間隔セットの端に、間隔閾値以下のエッジ間隔（以下、短間隔と称する）が存在する。短間隔が間隔セットの端に存在する場合、短間隔と組み合って本来１つのエッジ間隔になる対のエッジ間隔は、間隔セットに含まれている場合と、含まれていない場合とがある。第１例では、短間隔であるエッジ間隔＃８及び対のエッジ間隔＃７の両方が、間隔セットに含まれている。
【００７０】
間隔セットに対のエッジ間隔が含まれている場合、間隔セットにおいて、短間隔とその隣接するエッジ間隔とを加算した加算値は、１つ分のエッジ間隔になる。一方、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれていない場合、上記加算値は、１つ分のエッジ間隔に短間隔を加算した値になる。
【００７１】
そこで、上記加算値と加算閾値とを比較して、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれているか含まれていないかを判定する。例えば、制御回路３１は、加算閾値を、前回の間隔平均値×１．２に設定する。
【００７２】
第１例の場合、上記加算値が加算閾値未満になり、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれていると判定される。すなわち、間隔セットには、エッジ間隔が１個分不足した７個分のエッジ間隔が含まれている。
【００７３】
よって、第１例では、間隔合計値に前回算出した間隔平均値を加算して、間隔合計値を補正する。そして、補正した間隔合計値を所定数で除算して、間隔平均値を算出する。あるいは、所定数を所定数から「１」減算した値に補正する。そして、間隔合計値を補正した所定数で除算して、間隔平均値を算出する。
【００７４】
また、図９に示すノイズ混入の第２例の場合には、間隔セットの端に短間隔が存在する。しかしながら、第１例と異なり、短間隔の対のエッジ間隔は間隔セットに含まれていない。第２例の場合、上記加算値が加算閾値以上になり、間隔セットに対のエッジ間隔が含まれていないと判定される。すなわち、間隔セットには、７個分のエッジ間隔と短間隔とが含まれており、対のエッジ間隔に相当する分が不足している。
【００７５】
よって、第２例では、間隔合計値に、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分を加算して、間隔合計値を補正する。そして、補正した間隔合計値を所定数で除算して、間隔平均値を算出する。あるいは、間隔合計値から短間隔を差し引いて間隔合計値を補正するとともに、所定数を所定数から「１」減算した値に補正する。そして、補正した間隔合計値を補正した所定数で除算して、間隔平均値を算出する。
【００７６】
また、図１０に示すノイズ混入の第３例の場合には、間隔セットの両端以外に短間隔が存在する。具体的には、エッジ間隔＃３が短間隔である。短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、短間隔と対のエッジ間隔も、間隔セットに含まれる。第３例の場合、本来１つのエッジ間隔が、エッジ間隔＃３とエッジ間隔＃４とに分かれており、エッジ間隔＃３とエッジ間隔＃４の両方が間隔セットに含まれている。すなわち、間隔セットには、エッジ間隔が１個分不足した７個分のエッジ間隔が含まれている。
【００７７】
よって、第３例では、第１例と同様に、間隔合計値に前回算出した間隔平均値を加算して、間隔合計値を補正する。そして、補正した間隔合計値を所定数で除算して、間隔平均値を算出する。あるいは、所定数を所定数から「１」減算した値に補正する。そして、間隔合計値を補正した所定数で除算して、間隔平均値を算出する。
【００７８】
ここで、制御回路３１は、間隔セットにおいて検出するノイズ混入を１つ以下に限定する。制御回路３１は、間隔セットに、複数の互いに隣接しない短間隔が含まれていた場合でも、複数のノイズ混入は検出せずに、１つのノイズ混入を検出する。すなわち、間隔セットから影響を除くノイズは１つ以下に限定する。
【００７９】
図１１に示すように、回転速度が加速している場合、エッジ間隔のキャプチャ値は減少していく。その結果、ノイズが混入していなくても、エッジ間隔が間隔閾値よりも小さくなることがある。そして、間隔セットにノイズが混入する頻度は十分に低い。そのため、間隔セットに複数の短間隔が含まれている場合、間隔セットにノイズが複数混入している可能性よりも、少なくとも一方の短間隔が回転速度の加速によって生じている可能性の方が高いと考えられる。短間隔が回転速度の加速によって生じている場合、特殊算出処理を実行して補正すると、却って回転速度を誤認識する可能性がある。そこで、間隔セットにおいて、検出するノイズ混入を１つ以下に限定する。
【００８０】
続いて、Ｓ２３０では、定数Ｎを、Ｓ２１０又はＳ２２０において算出した間隔平均値で除算して、モータ１５の回転速度（ｒｐｍ）を算出する。ここで、モータ１５の極数をＰ、キャプチャのタイマクロック周期をＴｃ（ｓｅｃ）とすると、定数Ｎ＝６０（ｓｅｃ）／（３Ｐ×Ｔｃ（ｓｅｃ））になる。
【００８１】
＜３．動作＞
本実施形態に係る回転速度算出処理の動作について、図１２〜１５を参照して説明する。図１２は、間隔セットにおいてノイズが１回混入した場合における、間隔セットに含まれる８個のエッジ間隔の各キャプチャ値と、各キャプチャ値（すなわち、平均していないキャプチャ値）から算出された回転速度と、を示す。破線で囲んだ箇所が、ノイズ混入箇所である。図１３は、間隔セットにおいてノイズが１回混入した場合において、補正した回転速度と未補正の回転速度とを示す。
【００８２】
図１４は、間隔セットにおいてノイズが２回混入した場合における、間隔セットに含まれるエッジ間隔の各キャプチャ値と、各キャプチャ値から算出された回転速度と、を示す。破線で囲んだ箇所がノイズ混入箇所である。図５は、間隔セットにおいてノイズが２回混入した場合において、１つのノイズの影響を除外するように補正した回転速度と未補正の回転速度とを示す。
【００８３】
図１２では、本来１つのエッジ間隔が、エッジ間隔＃１とエッジ間隔＃２とに分裂している。これにより、エッジ間隔＃２が短間隔になり、補正なしでエッジ間隔＃２から算出された回転速度は、他のエッジ間隔から算出された回転速度と比べて高回転速度になっている。この場合、間隔合計値が、間隔合計値に前回の間隔平均値を加算した値に補正される、又は、所定数が「１」少ない値に補正される。これにより、図１３に示すように、突出していた高回転速度が補正されて、尤もらしい回転速度が算出されている。
【００８４】
一方、図１４では、本来１つのエッジ間隔が、エッジ間隔＃１と間隔セットに含まれていないエッジ間隔＃１の直前のエッジ間隔に分裂しているとともに、本来１つのエッジ間隔が、エッジ間隔＃８と間隔セットに含まれていないエッジ間隔＃８の直後のエッジ間隔に分裂している。この場合、２つのノイズ混入のうちの一方のみ、例えば間隔セットの先端側に混入されたノイズの影響のみを除外するように補正される。すなわち、間隔合計値が、間隔合計値に前回の間隔平均値とエッジ間隔＃１との差分を加算した値に補正される。または、間隔合計値が、間隔合計値からエッジ間隔＃１を差し引いた値に補正されるとともに、所定数が「１」少ない値に補正される。これにより、図１５に示すように、突出していた高回転速度が半分程度補正されている。
【００８５】
＜４．効果＞
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）センサ検出信号のエッジ間隔が検出され、検出されたエッジ間隔を用いて、モータ１５の回転速度が算出される。また、前回の回転速度の算出に用いられたエッジ間隔に基づいて間隔閾値が設定され、エッジ間隔が設定された間隔閾値よりも短い場合に、ノイズ混入が検出される。そして、ノイズ混入が検出された場合には、回転速度の通常算出処理とは異なる特殊算出処理が実行されて、回転速度が算出される。したがって、モータ１５の回転速度の誤認識を抑制することができる。
【００８６】
（２）ノイズ混入が検出されていない場合には通常算出処理が実行されて、回転速度が算出される。通常算出処理では、連続して検出された所定数のエッジ間隔を平均した間隔平均値から回転速度が算出される。間隔平均値を用いることにより、安定した回転速度を算出することができる。
【００８７】
（３）ノイズ混入が検出された場合には、特殊算出処理が実行され、ノイズの影響を除くように、間隔合計値及び所定数の少なくとも一方の値が補正され、補正された値を用いて回転速度が算出される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。
【００８８】
（４）前回の処理周期において回転速度の算出に用いられた間隔平均値に基づいて、間隔閾値が設定されることにより、適切な間隔閾値を設定して、高精度にノイズ混入を検出することができる。
【００８９】
（５）短間隔が間隔セットの両端以外に存在する場合、及び、短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値未満の場合には、短間隔とその対のエッジ間隔の両方が間隔セットに含まれると判定される。この場合、間隔セットは１つ分のエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値が加算され、間隔合計値が補正される。あるいは、所定数が「１」少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。
【００９０】
（６）短間隔が間隔セットの端に存在し、且つ、短間隔とその隣接するエッジ間隔との加算値が加算閾値以上の場合には、短間隔と対のエッジ間隔とのうちの短間隔のみが間隔セットに含まれていると判定される。この場合、間隔セットは、対のエッジ間隔に相当するエッジ間隔が不足している。よって、所定数のエッジ間隔を合計した間隔合計値に、前回算出した間隔平均値と短間隔との差分が加算され、間隔合計値が補正される。あるいは、間隔合計値が間隔合計値から短間隔を差し引いた値に補正されるとともに、所定数が「１」少ない値に補正される。これにより、ノイズ混入が検出された場合でも、回転速度の算出精度の低下を抑制できる。
【００９１】
（７）間隔セットにおいて検出するノイズ混入が１つ以下に限られる。すなわち、間隔セットにおいて影響が除かれるノイズは１つ以下に限られる。これにより、回転速度の誤認識を抑制しつつ、回転速度の変化にも対応することができる。
【００９２】
（第２実施形態）
＜１．第１実施形態との相違点＞
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００９３】
第２実施形態は、第１実施形態とモータ回転速度の算出処理が異なる。前述した第１実施形態では、特殊算出処理において、間隔合計値及び所定数の少なくとも一方を補正して、回転速度を算出していた。これに対し、第２実施形態では、特殊算出処理において、前回算出した回転速度を今回の回転速度として算出する点で、第１実施形態と相違する。
【００９４】
＜２．処理＞
次に、第２実施形態において、制御回路３１が、図５の回転速度算出処理に代えて実行する回転速度算出処理について、図１６のフローチャートを用いて説明する。
【００９５】
まず、Ｓ３００では、Ｓ２００と同様に、間隔セットにノイズ混入があるか否か判定する。ノイズ混入を検出していない場合には、Ｓ３１０及びＳ３２０において、Ｓ２１０及びＳ２３０と同様に、通常算出処理によって回転速度を算出して、本処理を終了する。
【００９６】
一方、Ｓ３００において、ノイズ混入を検出した場合には、本処理を終了する。これにより、前回の処理周期において算出した回転速度が、そのまま今回の処理周期における回転速度になる。
＜３．効果＞
以上説明した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１）〜（２）、（４）に加え、以下の効果が得られる。
【００９７】
（８）通常、モータ１５の回転速度は、前回の処理周期で算出された回転速度の値に近いことが多い。よって、ノイズ混入が検出された場合には、前回の処理周期において算出された回転速度が今回の回転速度として算出される。これにより、ノイズの混入が検出された場合でも、回転速度の誤認識を抑制することができる。
【００９８】
（他の実施形態）
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００９９】
（ａ）上記実施形態では、電動作業機として草刈機１を示しているが、電動作業機はこれに限定されるものではない。例えば、電動作業機は、マルノコや、チェンソー、ヘッジトリマなど、モータの回転力により作業ツールが駆動される作業機であればよい。
【０１００】
（ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１…草刈機、１５…モータ、２２…バッテリパック、３０…コントローラ、３１…制御回路、６１…ホールセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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