| 【発明の名称】 |
電動車 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 秀男
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| 【要約】 |
【課題】走行時の安全性を向上させ、駆動するための回路に異常が発生しても使い勝手を向上した電動車を提供することを課題とする。
【解決手段】アクセル１２の指示によって後輪２が回転し、回転数検知手段２７による走行速度とアクセル１２操作による指示速度とが一致するように制御される電動車において、アクセル１２が操作されているにも関わらず回転数検知回路２７からの信号が入力されない時、異常と判断し、異常時はアクセル１２の操作がされてもモータ２１への駆動信号を制限して出力するようにした電動車。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 使用者が乗車可能な本体と、該本体に設けられた駆動輪を回転させるモータと、該モータの駆動力を指示するアクセルと、前記駆動輪の回転数を検知する回転数検知手段と、前記アクセルが操作されているにも関わらず前記回転数検知手段からの信号が入力されないときは異常として判断する異常検知手段と、前記アクセルからの信号と前記回転数検知手段からの信号とを入力し、前記駆動輪の回転数が前記アクセルの指示と一致するように駆動信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されると前記モータへの駆動信号を制限して出力することを特徴とする電動車。
【請求項２】 前記制御手段が出力する駆動信号は、前記モータを駆動するための信号と制動するための信号とからなり、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知しているとき、前記アクセルが操作されていないときに制動するための信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電動車。
【請求項３】 前記異常検知手段は、前記アクセルが操作されているにも関わらず前記回転数検知手段からの信号が入力されない間が所定時間継続したときに異常として判断し、前記制御手段は、前記所定時間、制動するための信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電動車。
【請求項４】 走行する走行路の状態を検知する状態検知手段を設け、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知し、且つ前記状態検知手段によって上り坂を検知したとき、出力する駆動信号を増加することを特徴とする請求項１記載の電動車。
【請求項５】 走行する走行路の状態を検知する状態検知手段を設け、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知し、且つ前記状態検知手段によって下り坂を検知したとき、出力する駆動信号を減少することを特徴とする請求項１記載の電動車。
【請求項６】 前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されて前記アクセルが操作されると、前記アクセルの指示に関わらず一定の出力で前記モータへの駆動信号を出力し、前記状態検知手段は、その時の前記モータに流れる電流を検知することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の電動車。
【請求項７】 前記駆動信号は、ＰＷＭ信号であることを特徴とする請求項１記載の電動車。
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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、例えば電動三輪車や電動車いす、電気自動車等のように、使用者が乗車してモータの駆動によって走行する事ができる電動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動車は、例えば電動三輪車にあるように、駆動輪の回転数を検知するエンコーダを設け、エンコーダの回転数がアクセルの指示する信号と一致するようにＰＷＭを増減し、アクセルの指示速度と走行速度とが一致するように制御するものが知られている。そして、前記エンコーダからの信号が無くなったとき、即ちアクセルを操作しているにも関わらず車輪の回転がないとき、異常と判断して走行を停止する制御を行っている。
【０００３】しかしながら、上述するような制御を行った場合、モータを駆動するための回路が異常になっていないにも関わらず、駆動輪の回転数がわからないだけで走行を停止させるため、使用者はその場所から電動三輪車を動かすことができず、非常に使い勝手が悪いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、駆動するための回路に異常が発生しても使い勝手を向上した電動車を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の構成によると、使用者が乗車可能な本体と、該本体に設けられた駆動輪を回転させるモータと、該モータの駆動力を指示するアクセルと、前記駆動輪の回転数を検知する回転数検知手段と、前記アクセルが操作されているにも関わらず前記回転数検知手段からの信号が入力されないときは異常として判断する異常検知手段と、前記アクセルからの信号と前記回転数検知手段からの信号とを入力し、前記駆動輪の回転数が前記アクセルの指示と一致するように駆動信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されると前記モータへの駆動信号を制限して出力することを特徴とする。
【０００６】上述する構成で、使用者が乗車してアクセルを操作すると、制御手段からアクセルの指示に合った駆動信号が出力されモータが駆動する。そして、駆動輪の回転数がアクセルの指示する指示速度になるように、駆動信号が出力されて走行する。この時、アクセルが操作されているにも関わらず、駆動輪が回転していないとき、異常検知手段が異常を検知し、制御手段からの駆動信号は通常の駆動時よりも制限されて出力され、アクセルの指示速度を上げても走行速度は上がらないように制御される。
【０００７】また、請求項２の構成によると、前記制御手段が出力する駆動信号は、前記モータを駆動するための信号と制動するための信号とからなり、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知しているとき、前記アクセルが操作されていないときに制動するための信号を出力することを特徴とする。
【０００８】この構成で、走行中、異常を検知すると、アクセルが操作されているときは駆動信号を制限して出力し、アクセルが操作されないときは制動信号を出力して減速するように動作する。
【０００９】また、請求項３の構成によると、前記異常検知手段は、前記アクセルが操作されているにも関わらず前記回転数検知手段からの信号が入力されない間が所定時間継続したときに異常として判断し、前記制御手段は、前記所定時間、制動するための信号を出力することを特徴とする。
【００１０】この構成で、異常検知手段は、異常の判断を行う所定時間は制動するための信号を出力し、所定時間、アクセルの操作がされないときは、その間の駆動信号は制動のための信号が出力され、アクセルが操作されているときは、駆動信号が出力されない間は制動信号が出力され、制動と駆動の信号が交互に出力される。
【００１１】更に、請求項４、及び請求項５の構成によると、走行する走行路の状態を検知する状態検知手段を設け、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知し、且つ前記状態検知手段によって上り坂を検知したとき、出力する駆動信号を増加し、下り坂を検知したとき、出力する駆動信号を減少することを特徴とする。
【００１２】この構成で、異常時の走行で駆動信号が制限されても、上り坂であれば駆動信号を増加するように制御されて、安全な走行状態で停止することなく登ることができる。また、下り坂であれば更に駆動信号を制限することによって、安全な走行状態で走行することができる。
【００１３】そして、請求項６の構成によると、前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されて前記アクセルが操作されると、前記アクセルの指示に関わらず一定の出力で前記モータへの駆動信号を出力し、前記状態検知手段は、その時の前記モータに流れる電流を検知することを特徴とする。
【００１４】これによって、アクセルの指示速度が大きく、モータ電流が大きくなると上り坂であると判断でき、又、アクセルの指示速度が小さく、モータ電流が大きくなると下り坂であると判断でき、簡単な構成で走行状態を検知することができる。
【００１５】また、請求項７の構成によると、前記駆動信号は、ＰＷＭ信号であることを特徴とするので、異常時に駆動信号を制限する場合はＰＷＭ信号を制限して出力し、状態検知手段によって、その信号を更に増減する場合においてもＰＷＭ信号を変化させることで達成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、電動三輪車を例に図面に基づき詳述する。
【００１７】図１は、実施例の電動三輪車の前方からみた全体斜視図、図２は、ハンドルと表示パネルとアクセルレバーを示す正面図、図３は本実施例の制御回路を示すブロック図である。
【００１８】１は、後部両側にモータ２１により回転駆動される駆動輪、即ち後輪２と、前部には１つの前輪３とが設けられた電動三輪車の本体で、該本体１は、前記前輪３に連結されたハンドル軸４と、前記ハンドル軸４の上端に両側がU字状に折り曲げられたハンドル５が取り付けられ、前記前輪３と前記後輪２の間には、使用者が乗車したときに足を乗せるためのフロア部６が設けられ、前記フロア部６後方には、バッテリーやモータなどを収納するカバー７が設けられており、その上に使用者が乗車するためのシート８が取り付けられている。
【００１９】１０は、前記ハンドル５の中央部に設けられるバッテリーの残量や走行速度や前進後進などを表示する表示パネルで、前記表示パネル１０には、前進後進方向を切り換える走行方向切換スイッチ１０ａが取り付けられており、また電源を入／切する電源スイッチ１１が設けられている。
【００２０】１２は、シャフトで連結されて一体動作するアクセルレバーで、前記表示パネル１０の両側に取り付けけられており、前記アクセルレバー１２を上から押さえると前記走行方向切換スイッチ１０ｂの指示する進行方向に走行し、前記アクセルレバー１２の押さえた量に応じた速度で進むようになっている。
【００２１】次に、図３に基づき、本実施例の制御回路について説明する。
【００２２】２０は、制御手段であるマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略記する）で、該マイコン２０はモータ２１の電源となるバッテリ２２を降圧する電源回路２３によって５ボルトに降圧して電源供給されている。また、前記バッテリ２２と、電源回路２３及びモータ２１との間には電源スイッチ１１が接続されており、前記バッテリ２２からの電源供給を断続する。
【００２３】２４は、前記アクセル１２の操作量によって抵抗値が変わるポテンシオメータで、該ポテンシオメータ２４は前記マイコン２０に入力される抵抗値によって使用者の指示する指示速度が判断できるようになっている。
【００２４】２５は、前記本体１の後輪２の回転を制動するための電磁ブレーキで、該電磁ブレーキ２５は前記マイコン２０から制動回路２６に出力される信号によって電磁ブレーキ２５を動作して制動することができる。
【００２５】２７は、前記モータ２１近傍に設けられ、前記モータ２１の回転数を検知して前記マイコン２０に入力する回転数検知回路で、該回転数検知回路２７は、エンコーダによって構成される。
【００２６】２８は、前記モータ２１を駆動するための駆動用ＦＥＴで、該駆動用ＦＥＴ２８は、前記マイコン２０からのＰＷＭ信号を駆動回路２９を介して出力することによってスイッチングして前記モータ２１が駆動する。
【００２７】３０は、前記モータ２１の回転を閉ループにして発電制動をかけるための発電用ＦＥＴで、該発電用ＦＥＴ３０も前記駆動用ＦＥＴ２８と同様、前記マイコン２０から出力されるＰＷＭ信号によって前記駆動回路２９を介してスイッチングされ、この発電用ＦＥＴ３０の場合、スイッチングすることによって発電制動がかかるようになっている。
【００２８】３１は、前記マイコン２０内に判断の手段として設けてある異常検知手段で、該異常検知手段３１、前記アクセル１２からの信号がある、即ち前記アクセル１２の操作がされているにも関わらず、所定時間、前記回転数検知回路２７からの信号がない場合、前記回転数検知回路２７からの信号線が断線したとして異常と判断する。
【００２９】３２は、前記マイコン２０内に設けられ前記異常検知手段３１が異常を判断した時の走行状態を検知する状態検知手段で、該状態検知手段３２は、前記マイコン２０内に予め設定され、所定の駆動力で出力しているにも関わらず前記モータ２１の電流値が大きいときは、上り坂を走行していると判断し、また、所定の駆動力で出力しているにも関わらず前記モータ２１の電流値が小さいときは、下り坂を走行していると判断する。上述する所定の駆動力とは、前記異常検知手段３１が異常と判断したときに一定の大きさで出力されるＰＷＭ信号のことである。
【００３０】次に、前記マイコン２０の制御について、それぞれの信号出力をタイムチャートに示し、図４に基づき詳述する。
【００３１】図４では、横軸に経過時間を示し、上からアクセル１２が操作されているときに信号出力するアクセル信号、次に前記モータ２１が回転しているときに信号出力する前記回転数検知回路２７からのモータ回転数パルス信号、次に前記駆動回路２９から駆動信号として出力されるモータ駆動ＰＷＭ信号、一番下が前記駆動回路２９から制動信号として出力されるモータ発電制動ＰＷＭ信号を示している。
【００３２】まず、正常時にアクセル１２の操作がされると、モータ２１を駆動するモータ駆動ＰＷＭ信号が出力される。このモータ２１を駆動するＰＷＭ信号とは別に発電制動ＰＷＭ信号も出力され、モータ発電制動ＰＷＭ信号は駆動信号が出力していない部分に出力するようになっている。これらの駆動ＰＷＭ信号と発電制動ＰＷＭ信号とは駆動回路２９より出力されるようになっている。また、駆動ＰＷＭ信号は、モータ２１の回転数、即ち走行速度と前記アクセル１２によって指示する速度とが一致するようにＰＷＭ信号のデューティを変えながら出力される。
【００３３】次に、異常を検知するときの状態について説明すると、所定時間、図４中ｂの範囲で、アクセル１２の操作信号が入力されているにも関わらず回転数検知回路２７からの出力が無くなったとき、回転数検知回路２７の信号線の断線であると判断し、異常と判断する。この時、駆動ＰＷＭ信号と発電制動ＰＷＭ信号とは出力を継続する。
【００３４】そして、異常と判断された後、アクセル１２操作がされると予め定めた通常の出力よりも制限したＰＷＭ信号、図４で示すｃ、例えば２５％一定のパルス幅のＰＷＭ信号で出力し、アクセル１２の操作量に関わらずｃのパルス幅のＰＷＭで出力する。その時、発電制動ＰＷＭ信号は、ｃのパルス幅を休止期間として出力する。また、アクセル１２の操作が停止すると、駆動ＰＷＭ信号の出力は停止するが、発電制動ＰＷＭ信号は出力した状態を維持する。
【００３５】本発明では、異常時のアクセル操作がされていないときは発電制動ＰＷＭ信号は出力しないように制御したが、とくにこれに限定する必要はなく、発電制動ＰＷＭ信号の出力がないようにしても構わない。
【００３６】次に、第２の実施例における前記マイコン２０の制御について、それぞれの信号出力をタイムチャートに示し、図５及び図６に基づき詳述する。
【００３７】図５及び図６は、図４に示すタイムチャートの項目に追加して、本体が走行している走行路の状態、例えば平地、上り坂、又は下り坂を示し、更にその時のモータ２１に流れる電流の状態も示している。
【００３８】まず、走行を開始するとモータ電流は徐々に増加してアクセル１２の指示速度になったところでモータ電流は一定になる。この時、駆動ＰＷＭ信号は上述するようにアクセル１２の操作量が走行速度と同一になるよう、デューティを変化させながら制御するようになる。
【００３９】次に、アクセル１２信号が入力されているにも関わらず回転数検知回路２７からの信号が入力されない状態がｂの期間継続したとき、回転数検知回路２７の信号線の断線であるとして異常と判断する。この時、所定のｂの期間では駆動ＰＷＭ信号は出力し、駆動ＰＷＭ信号の出力されない部分では発電制動ＰＷＭ信号が出力する。
【００４０】そして、異常と判断された後、アクセル１２の操作があるときは、パルス幅を２５％等のｃにしてデューティを出力し、駆動ＰＷＭ信号を制限して出力するように制御する。この時、発電制動ＰＷＭ信号は、駆動ＰＷＭ信号のパルス幅のｃの期間を休止期間として出力され、アクセル１２の操作がされていないときも発電制動ＰＷＭ信号は出力するようになっている。
【００４１】この時、前記状態検知回路３２によってモータ２１に流れる電流を監視しており、パルス幅がｃである一定のＰＷＭ信号が出力しているときに、ｅの期間、継続してモータ電流値が上昇し、所定値ｄ異常になると、走行状態に負荷があると判断し、上り坂を走行していると判断する。そして、このパルス幅ｃの駆動信号では駆動力が足りず、逆行や停止などの弊害が生じるため、走行が不可能であると判断してデューティを少し増加して走行を継続する。この時、発電制動ＰＷＭ信号は駆動ＰＷＭ信号のパルス幅を休止期間として発電制動を行う。そして、異常時の走行中、モータ電流が所定値ｄ以下になったときは元のパルス幅に戻して出力する。
【００４２】また、図６に示す如く、異常が検出された後、モータ電流がｅの期間、継続して所定値ｄよりも小さくなった場合、下り坂を走行していると判断し、通常の異常時のデューティよりも小さいパルス幅、例えば１５％などのｅに変更されて出力されるようになる。これによって下り坂での走行速度が必要以上になることがなく、安全に走行することができる。そして、異常時の走行中、所定値ｄ以上になったときは元のパルス幅ｃに戻して出力する。
【００４３】本実施例は、アクセルが操作されているにも関わらず回転数検知回路２７からの出力がないとき、即ち回転数検知回路２７の断線等の異常時は、駆動ＰＷＭ信号を制限して予め定めたＰＷＭ信号を出力したが、アクセル１２の操作量に応じて正常時の所定の割合だけ制限し、アクセル１２の操作量に応じて制限した状態で変動するように制御しても構わない。
【００４４】以上のように、回転数検知回路２７の異常が検知されるとモータ２１への駆動ＰＷＭ信号を制限して出力するように制御するので、従来のように異常が発生したときに走行が停止して立ち往生してしまうことがなく、実際の走行速度がわからなくても安全速度で修理場所まで移動させることができる。
【００４５】また、異常検知手段３１が異常を検知しているとき、アクセル１２が操作されていないときに制動するための信号を出力するので、走行速度が上昇してしまうことが無く、且つ安全速度で移動させることができるので、異常時に立ち往生してしまうことが無く修理場所まで移動させることができる。
【００４６】また、異常を判断する期間中は制動するための信号を出力するので、異常検知中においても走行速度が上昇してしまうことが無く、且つ安全速度で走行することができる。
【００４７】更に、状態検知手段３２によって上り坂や下り坂を検知したとき、駆動ＰＷＭ信号を増加、又は、減少するので、安全速度を保ちながら、修理場所まで移動させることができる。
【００４８】そして、上記の状態検知手段３２は、予め定めた異常時の出力のモータ２１に流れる電流を検知するので、簡単な構成で走行路の状態を検知することができる。
【００４９】また、駆動信号は、ＰＷＭ信号であるので、駆動信号の制御を簡単に行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明の請求項１の構成によると、使用者が乗車可能な本体と、該本体に設けられた駆動輪を回転させるモータと、該モータの駆動力を指示するアクセルと、前記駆動輪の回転数を検知する回転数検知手段と、前記アクセルが操作されているにも関わらず前記回転数検知手段からの信号が入力されないときは異常として判断する異常検知手段と、前記アクセルからの信号と前記回転数検知手段からの信号とを入力し、前記駆動輪の回転数が前記アクセルの指示と一致するように駆動信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されると前記モータへの駆動信号を制限して出力するので、従来のように異常が発生したときに走行が停止して立ち往生してしまうことがなく、実際の走行速度がわからなくても安全速度で修理場所まで移動させることができる等の効果を奏する。
【００５１】また、本発明の請求項２の構成によると、前記制御手段が出力する駆動信号は、前記モータを駆動するための信号と制動するための信号とからなり、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知しているとき、前記アクセルが操作されていないときに制動するための信号を出力するので、走行速度が上昇してしまうことが無く、且つ安全速度で移動させることができるので、異常時に立ち往生してしまうことが無く修理場所まで移動させることができる等の効果を奏する。
【００５２】そして、本発明の請求項３の構成によると、前記異常検知手段は、前記アクセルが操作されているにも関わらず前記回転数検知手段からの信号が入力されない間が所定時間継続したときに異常として判断し、前記制御手段は、前記所定時間、制動するための信号を出力するので、異常を判断する期間中は制動するための信号を出力するので、異常検出中においても走行速度が上昇してしまうことが無く、且つ安全速度で走行することができる等の効果を奏する。
【００５３】また、本発明の請求項４の構成によると、走行する走行路の状態を検知する状態検知手段を設け、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知し、且つ前記状態検知手段によって上り坂を検知したとき、出力する駆動信号を増加し、また、本発明の請求項５の構成によると、走行する走行路の状態を検知する状態検知手段を設け、前記制御手段は、前記異常検知手段が異常を検知し、且つ前記状態検知手段によって下り坂を検知したとき、出力する駆動信号を減少するので、状態検知手段によって上り坂や下り坂を検知したとき、駆動信号を増加、又は、減少するので、安全速度を保ちながら、修理場所まで移動させることができる等の効果を奏する。
【００５４】更に、本発明の請求項６の構成によると、前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されて前記アクセルが操作されると、前記アクセルの指示に関わらず一定の出力で前記モータへの駆動信号を出力し、前記状態検知手段は、その時の前記モータに流れる電流を検知するので、予め定めた異常時の出力のモータに流れる電流を検知するので、簡単な構成で走行路の状態を検知することができる等の効果を奏する。
【００５５】そして、本発明の請求項７の構成によると、前記駆動信号は、ＰＷＭ信号であるので、駆動信号の制御を簡単に行うことができる等の効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２９日（２０００．２．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１３８３
【弁理士】
【氏名又は名称】芝野 正雅
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４５４０２（Ｐ２００１−２４５４０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５３６３９（Ｐ２０００−５３６３９） |
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