| 【発明の名称】 |
電動車走行制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岡村 幸彦
【氏名】吉田 孝
【氏名】阪本 健二
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| 【要約】 |
【課題】減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えずに、滑らかな加速をさせることができ、かつ、走行開始時における加速のスムーズな電動車走行制御装置を提供する。
【解決手段】アクセル１の操作に応じて電動機５を起動あるいは制動して、電動機５を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置Ｍにおいて、電動機５の電機子電流Ｉを検知する電流検知手段７と、電動機５の電機子電流Ｉの方向を検知して、電動機５の起動、制動の状態を判定し、電動機５の起動が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機５が制動されている途中で、電動機５が再起動されたときには、回転加速度を順次小さい値から大きい値に段階的に自動的に切り換え設定する回転加速度自動切換設定手段８とを備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】アクセルの操作に応じて電動機を起動あるいは制動して、電動機を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置において、電動機の電機子電流を検知する電流検知手段と、電動機の電機子電流の方向を検知して、電動機の起動、制動の状態を判定し、電動機の起動が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動されたときには、回転加速度を順次小さい値から大きい値に段階的に自動的に切り換え設定する回転加速度自動切換設定手段とを備えたことを特徴とする電動車走行制御装置。
【請求項２】アクセルの操作に応じて電動機を起動あるいは制動して、電動機を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置において、電動機の電機子電流を検知する電流検知手段と、電動機の電機子電流の方向を検知して、電動機の起動、制動の状態を判定し、電動機の回転が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動され、検知した電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えているときには、電機子電流の絶対値が、再起動時のしきい値を越えるまでの間は、回転加速度を再起動設定値に設定し、ついで、再起動時のしきい値を越えた後は、再起動設定値よりも変化率の大きい加速設定値に自動的に切り換え設定する回転加速度自動切換設定手段とを備えたことを特徴とする電動車走行制御装置。
【請求項３】アクセルの操作に応じて直流電動機を起動あるいは制動して、電動機を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置において、電動機の電機子電流を検知する電流検知手段と、電動機の電機子電流の方向を検知して、電動機の起動、制動を判定し、電動機の回転が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動されたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えてから所定時間を経過するまでの間は、回転加速度を再起動設定値に切換設定するようにした回転加速度自動切換設定手段とを備えたことを特徴とする電動車走行制御装置。
【請求項４】請求項２において、回転加速度自動切換設定手段は、電動機の回転速度と、電動機の電機子電流とから電動機の起動、制動を判定する状態判定手段と、電機子電流が入力されたときに、制動時のしきい値と、再起動時のしきい値とを比較して、その比較判別信号を出力する電機子電流比較判別手段と、状態判定手段と、電機子電流比較判別手段との出力信号とから、アクセルの操作時における加速度の値を選択設定する回転加速度選択設定手段とを備え、電動機が制動されている途中で、再起動が行われたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越え、起動時のしきい値を越えるまでの間は、電動機の回転加速度を、変化率の小さい再起動設定値に設定することを特徴とする電動車走行制御装置。
【請求項５】請求項３において、回転加速度自動切換設定手段は、電動機の回転速度と、電動機の電機子電流とから電動機の起動、制動を判定する状態判定手段と、電機子電流が入力されたときに、制動時のしきい値と、再起動時のしきい値とを比較して、その比較判別信号を出力する電機子電流比較判別手段と、タイマ手段と、状態判定手段と、電機子電流比較判別手段との出力信号から、アクセルの操作時における加速度の値を選択設定する回転加速度選択設定手段とを備え、電動機が制動されている途中で、再起動が行われたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えた後、タイマ手段によって設定された所定時間を経過するまでの間は、電動機の回転加速度を、変化率の小さい再起動設定値に設定することを特徴とする電動車走行制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低速で走行する電動車椅子等の電動車走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、電動車椅子等の比較的低速で走行する電動車が広く利用されており、人々の暮らしに役だっている。特に、最近の高齢化社会の到来や、障害者の屋外活動の機運の高まりとともに、このような電動車の需要がますます増えることは容易に想像できる。
【０００３】このような電動車では、アクセルを操作すると、電動機が予め定められた回転速度、例えば、低速、中速、高速とユーザーが設定しておいた回転速度で回転することによって、電動車が所定の定速度で走行する一方、アクセル操作を中止すれば、所定の加速度で減速し、停止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような電動車走行制御装置では、ユーザーが、走行中にアクセル操作を一旦中止して減速させているときに、再度アクセルを操作して再加速させたときには、応答遅れ、あるいは、ギアのバックラッシュなどが原因となって、再加速中に走行速度が不連続に変化して、不快感を与えることが多々あった。
【０００５】このような事情を考慮して、最近では、ユーザーがアクセルを操作して電動機を起動させたときには、緩やかに加速させて、減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えないようにした電動車走行制御装置も開発されている。しかし、このような電動車走行制御装置では、停止状態から起動状態に入って加速するときにも、緩やかに加速するので、設定速度に達するのに時間がかかってしまうといった問題点がある。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えずに、滑らかな加速をさせることができ、かつ、停止状態から起動状態に入って加速するときにも、設定速度に達するのに時間を要しない電動車走行制御装置を提供することを目的としている。
【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、本発明の請求項１に記載の電動車走行制御装置では、アクセルの操作に応じて電動機を起動あるいは制動して、電動機を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置において、電動機の電機子電流を検知する電流検知手段と、電動機の電機子電流の方向を検知して、電動機の起動、制動の状態を判定し、電動機の起動が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動されたときには、回転加速度を順次小さい値から大きい値に段階的に自動的に切り換え設定する回転加速度自動切換設定手段とを備える。
【０００８】請求項２に記載の電動車走行制御装置では、アクセルの操作に応じて電動機を起動あるいは制動して、電動機を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置において、電動機の電機子電流を検知する電流検知手段と、電動機の電機子電流の方向を検知して、電動機の起動、制動の状態を判定し、電動機の回転が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動され、検知した電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えているときには、電機子電流の絶対値が、再起動時のしきい値を越えるまでの間は、回転加速度を再起動設定値に設定し、ついで、再起動時のしきい値を越えた後は、再起動設定値よりも変化率の大きい加速設定値に自動的に切り換え設定する回転加速度自動切換設定手段とを備える。
【０００９】請求項３に記載の電動車走行制御装置では、アクセルの操作に応じて直流電動機を起動あるいは制動して、電動機を所定の速度で回転制御する電動車走行制御装置において、電動機の電機子電流を検知する電流検知手段と、電動機の電機子電流の方向を検知して、電動機の起動、制動を判定し、電動機の回転が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動されたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えてから所定時間を経過するまでの間は、回転加速度を再起動設定値に切換設定するようにした回転加速度自動切換設定手段とを備える。
【００１０】請求項４に記載の電動車走行制御装置では、回転加速度自動切換設定手段は、電動機の回転速度と、電動機の電機子電流とから電動機の起動、制動を判定する状態判定手段と、電機子電流が入力されたときに、制動時のしきい値と、再起動時のしきい値とを比較して、その比較判別信号を出力する電機子電流比較判別手段と、状態判定手段と、電機子電流比較判別手段との出力信号とから、アクセルの操作時における加速度の値を選択設定する回転加速度選択設定手段とを備え、電動機が制動されている途中で、再起動が行われたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越え、起動時のしきい値を越えるまでの間は、電動機の回転加速度を、変化率の小さい再起動設定値に設定する。
【００１１】請求項５に記載の電動車走行制御装置では、回転加速度自動切換設定手段は、電動機の回転速度と、電動機の電機子電流とから電動機の起動、制動を判定する状態判定手段と、電機子電流が入力されたときに、制動時のしきい値と、再起動時のしきい値とを比較して、その比較判別信号を出力する電機子電流比較判別手段と、タイマ手段と、状態判定手段と、電機子電流比較判別手段との出力信号から、アクセルの操作時における加速度の値を選択設定する回転加速度選択設定手段とを備え、電動機が制動されている途中で、再起動が行われたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えた後、タイマ手段によって設定された所定時間を経過するまでの間は、電動機の回転加速度を、変化率の小さい再起動設定値に設定する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の電動車走行制御装置について、図面とともに説明する。図１は、本発明の電動車走行制御装置の内部構成の一例を示す図である。この電動車走行制御装置Ｍは、アクセル１、指令速度発生手段２、速度制御手段３、電圧制御手段４、速度検知手段６、電流検知手段７、回転加速度自動切換設定手段８、シャント抵抗Ｒとから構成されている。
【００１３】この電動車走行制御装置Ｍにおいて、アクセル１は、操作レバーやグリップなどで構成されており、ユーザーの操作に基づいて、指令速度発生手段２に対して、電動機５の指示速度ωを出力する。指令速度発生手段２は、アクセル１の操作によって入力された指示速度ωと、回転加速度自動切換設定手段８より入力された加速度信号ｓのそれぞれの値に基づいて演算処理を行い、速度制御手段３に対して、指令速度ω’を出力し、指令速度ω’の値を、指示速度ωの値と等しくなるように、所定の変化率（後述）で変化させる。
【００１４】速度制御手段３は、指令速度発生手段２より入力された指令速度ω’と、速度検知手段６より入力された検知速度ω’’のそれぞれの値が一致するように、ＰＩ制御などによって演算処理を行い、電圧制御手段４に対して、指令電圧Ｖ’を出力する。電圧制御手段４は、バッテリー９より供給される電源電圧を、速度制御手段３より入力された指令電圧Ｖ’となるように制御して、電動機５に対して出力する。
【００１５】速度検知手段６は、電動機５の回転速度を検知して、その検知速度ω’’を、速度制御手段３と、回転加速度自動切換設定手段８に対して出力する。電流検知手段７は、電動機５の電機子電流Ｉを、シャント抵抗器Ｒで増幅して、検知電流Ｉ’を算出し、回転加速度自動切換設定手段８に対して出力する。回転加速度自動切換設定手段８は、速度検知手段６より入力された検知速度ω’’と、電流検知手段７より入力された検知電流Ｉ’のそれぞれの値に基づいて演算処理を行い、加速度信号ｓを指令速度発生手段２に対して出力する。
【００１６】次に、回転加速度自動切換設定手段８の内部構成について説明する。図２は、回転加速度自動切換設定手段８の内部構成の一例を示す図である。この回転加速度自動切換設定手段８は、状態判定手段８１と、電機子電流比較判別手段８２，８２’と、回転加速度選択設定手段８３とから構成されており、電機子電流比較判別手段８２，８２’は、基準電流発生手段８２ａ，８２ａ’と、演算増幅器ＯＰ，ＯＰ’で構成された２つの比較器とから構成されている。
【００１７】回転加速度自動切換設定手段８において、状態判定手段８１は、速度検知手段６より入力された検知速度ω’’と、電流検知手段７より入力された検知電流Ｉ’に基づいて、電動機５の起動、制動を判定して、状態判定信号ｓ１，ｓ１’を回転加速度選択設定手段８３に出力する。すなわち、状態判定手段８１は、検知速度ω’’の極性と、検知電流Ｉ’の極性を判定しており、双方の極性が等しければ、起動、加速状態と判定し、状態判定信号ｓ１を加速状態として出力する一方、双方の極性が異なれば、制動、減速状態と判定し、状態判定信号ｓ１’を減速状態として出力する。
【００１８】電機子電流比較判別手段８２は、演算増幅器ＯＰによって、基準電流発生手段８２ａより出力される制動時のしきい値Ｉａと、電流検知手段７より入力される検知電流Ｉ’のそれぞれの値の絶対値を比較し、検知電流Ｉ’の値の絶対値が、制動時のしきい値Ｉａの絶対値よりも大きければ、比較判別信号ｓ２を回転加速度選択設定手段８３に対して出力する。
【００１９】また、電機子電流比較判別手段８２’は、演算増幅器ＯＰ’によって、基準電流発生手段８２ａ’より出力される再起動時のしきい値Ｉｂと、電流検知手段７より入力される検知電流Ｉ’のそれぞれの値の絶対値を比較し、検知電流Ｉ’の値の絶対値が、再起動時のしきい値Ｉｂの絶対値よりも大きければ、比較判別信号ｓ３を回転加速度選択設定手段８３に対して出力する。
【００２０】回転加速度選択設定手段８３は、状態判定手段８１より入力された状態判定信号ｓ１，ｓ１’より、電動機５が、起動状態か制動状態かを検知し、電動機５が制動状態で、なおかつ電機子電流比較判別手段８２より比較判別信号ｓ２が入力されていれば、加速度信号ｓを再起動設定値ａ１に設定して、指令速度発生手段２に対して出力する。一方、電動機５が起動状態で、なおかつ電機子電流比較判別手段８２’より比較判別信号ｓ３が入力されていれば、加速度信号ｓを加速設定値ａ２に設定して、指令速度発生手段２に対して出力する。
【００２１】また、電動機５が停止状態から起動されたときには、再起動設定値ａ１よりも変化率の大きい起動値を、加速度信号ｓとして指令速度発生手段２に対して出力する。このため、停止状態から電動機５を起動して、電動車の加速する際には、迅速になされる。次に、電動車走行制御装置Ｍの制御動作について説明する。
【００２２】図３は、電動車走行制御装置Ｍの制御動作の一例を示すタイムチャートである。時間Ａで、アクセル１の操作が中止されて、指示速度ωの値が小さくなれば、指令速度発生手段２より出力される指令速度ω’の値は、所定の変化率で変化しながら小さくなる。
【００２３】すると、電流検知手段７で検知される検知電流Ｉ’の値も、同じ変化率で変化して小さくなるが、時間Ｂで再度アクセル１が操作されると、指示速度ωの値が大きくなり、これに応じて、指令速度発生手段２より出力される指令速度ω’も所定の変化率で変化しながら大きくなる。時間Ｂで再度アクセルが操作されたときには、電動機５は制動状態で、なおかつ、検知電流Ｉ’の値の絶対値が、制動時のしきい値Ｉａの絶対値よりも大きくなっているので、回転加速度自動切換設定手段８より出力される加速度信号ｓは、再起動設定値ａ１となる。
【００２４】そして、時間Ｃでは、電動機５は制動状態で、検知電流Ｉ’の値の絶対値が、再起動時のしきい値Ｉｂの絶対値よりも大きくなっているので、回転加速度自動切換設定手段８より出力される加速度信号ｓは、加速設定値ａ２に切り換えられる。次に、回転加速度自動切換設定手段の他の構成例について説明する。
【００２５】図４は、回転加速度自動切換設定手段８’の内部構成の他例を示す図である。この回転加速度自動切換設定手段８’は、状態判定手段８１と、電機子電流比較判別手段８２と、回転加速度選択設定手段８３と、タイマ手段８４から構成されており、電機子電流比較判別手段８２は、制動時のしきい値Ｉａを規定する基準電流発生手段８２ａと、演算増幅器ＯＰより成る比較器とから構成されている。
【００２６】回転加速度自動切換設定手段８’において、タイマ手段８４は、回転加速度選択設定手段８３より出力される加速度信号ｓが、再起動設定値ａ１に切り換えられたときに時間計測を開始し、タイマ手段８４に設定された所定時間Ｔが経過すれば、回転加速度選択設定手段８３に対して制御信号を出力し、この制御信号を受けた回転加速度選択設定手段８３は、加速度信号ｓを加速設定値ａ２に切り換えて出力している。
【００２７】なお、タイマ手段８４が計測する所定時間Ｔは、製造時あるいはユーザー側で任意に設定しておくことができる。また、タイマ手段８４以外の構成要素については、図２に示す回転加速度自動切換設定手段８と同様であるので、説明を省略する。次に、この回転加速度自動切換設定手段８’を用いた際における制御動作について説明する。
【００２８】図５は、電動車走行制御装置Ｍの制御動作の他例を示すタイムチャートである。時間Ｄで、アクセル１の操作が中止されて、指示速度ωの値が小さくなれば、指令速度発生手段２より出力される指令速度ω’の値は、所定の変化率で変化しながら小さくなる。
【００２９】すると、電流検知手段７で検知される検知電流Ｉ’の値も、同じ変化率で変化して小さくなるが、時間Ｅで再度アクセル１が操作されると、指示速度ωの値が大きくなり、これに応じて、指令速度発生手段２より出力される指令速度ω’も所定の変化率で変化しながら大きくなる。時間Ｅで再度アクセルが操作されたときには、電動機５は制動状態にあり、なおかつ、検知電流Ｉ’の値の絶対値が、制動時のしきい値Ｉａの絶対値よりも大きくなっているので、回転加速度自動切換設定手段８より出力される加速度信号ｓは、再起動設定値ａ１に切り換えられる。
【００３０】すると、タイマ手段８４が時間計測を開始し、所定時間Ｔが経過して、時間Ｆになると、回転加速度選択設定手段８３は、加速度信号ｓを加速設定値ａ２に切換設定する。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明からの理解できるように、本発明の請求項１に記載の電動車走行制御装置では、電動機が制動された後、電動機が再起動されたときには、回転加速度を順次小さい値から大きい値に段階的に自動的に切り換え設定するので、減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えることなく、滑らかに再加速させることができる。
【００３２】また、電動機を停止状態から起動させたときには、加速度信号は、十分に大きい起動値に設定されるので、走行開始時にはスムーズに加速できる。請求項２に記載の電動車走行制御装置では、電動機が制動された後、電動機が再起動され、検知した電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えたときには、電機子電流の絶対値が、起動時のしきい値を越えるまでの間は、回転加速度を再起動設定値に設定して加速を緩やかに行い、起動時のしきい値を越えた後は、再起動設定値よりも変化率の大きい加速設定値に自動的に切り換え設定するので、減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えることなく、滑らかに再加速させることができる。そのため、下り坂走行時などの加速を抑えることができる。
【００３３】請求項３に記載の電動車走行制御装置では、電動機の回転が開始されたときには、その回転加速度を起動値に設定する一方、電動機が制動されている途中で、電動機が再起動されたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えれば、所定時間の間は、回転加速度を再起動設定値に切換設定するので、減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えることなく、滑らかに加速させることができる。
【００３４】請求項４に記載の電動車走行制御装置では、電動機の制動時に再起動が行われたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越え、起動時のしきい値を越えるまでの間は、電動機の回転加速度を、変化率の小さい再起動設定値に設定するので、減速中における再起動時にも、ユーザーに対して不快感を与えることなく、滑らかに加速させることができる。
【００３５】請求項５に記載の電動車走行制御装置では、電動機の制動時に再起動が行われたときには、電機子電流の絶対値が制動時のしきい値を越えた後、タイマ手段によって設定された所定時間の間は、電動機の回転加速度を、変化率の小さい再起動設定値に設定するので、減速中における再加速時にも、ユーザーに対して不快感を与えることなく、滑らかに加速させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月３１日（１９９８．７．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７６６４
【弁理士】
【氏名又は名称】中井 宏行
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５０４２０（Ｐ２０００−５０４２０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１８３２９ |
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