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【発明の名称】 電動車におけるＡ／Ｄ値の調整制御装置
【発明者】 【氏名】中野 陽二
【要約】 【課題】簡単な且つ低コストな構成でＡ／Ｄ値の調整ができ、調整作業の自動化も容易に行える調整手段を提供する。

【解決手段】制御データを計測し、一定の電圧信号に変換するアナログ入力手段と、該電圧信号を数値化してＡ／Ｄ値（Ｉ）に変換するＡ／Ｄ変換器と、複数の調整基準値(ＩＬ)，(ＩＨ)，認識値(ＯＬ)，(ＯＨ)からなる調整値を不揮発記憶する不揮発記憶手段と、該調整値(ＩＬ)，(ＩＨ)，(ＯＬ)，(ＯＨ)から導き出される変換式に基づいて、Ａ／Ｄ値（Ｉ）の変換演算を行う調整制御手段を設け、又、端末装置等から通信による設定手段を用いて、調整値（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）を設定可能とした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】電流，電圧，操作角度，温度等の制御データを計測し、一定の電圧信号に変換するアナログ入力手段と、該電圧信号を数値化してＡ／Ｄ値（Ｉ）に変換するＡ／Ｄ変換器と、複数の調整基準値(ＩＬ)，(ＩＨ)，認識値(ＯＬ)，(ＯＨ)からなる調整値を不揮発記憶する不揮発記憶手段と、該調整値(ＩＬ)，(ＩＨ)，(ＯＬ)，(ＯＨ)から導き出される変換式に基づいて、Ａ／Ｄ値（Ｉ）の変換演算を行う調整制御手段を有する事を特徴とする電動車におけるＡ／Ｄ値の調整制御装置。
【請求項２】端末装置（２）等から通信による設定手段を用いて、調整値(ＩＬ)，(ＩＨ)，(ＯＬ)，(ＯＨ)を設定可能に構成した、請求項１記載の電動車におけるＡ／Ｄ値の調整制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電動車等において制御する電流，電圧，温度等の計測結果を調整して認識するＡ／Ｄ値の調整制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動車におけるＡ／Ｄ値の調整手段として、回路上にアナログ入力回路毎に実装した可変抵抗器を使用し、オペアンプの倍率や、電圧の分圧等を、計測器の示す値と制御装置の認識する値とが一致するべく調整する構成が一般的に取り入れられている。又、近年では不揮発メモリー内蔵のデジタルポテンショメータ等を可変抵抗器の代用として使用する事も可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の電動車におけるＡ／Ｄ値の調整手段においては、可変抵抗器で構成した場合、ドライバー等の工具による機械的な回動調整作業が各アナログ入力回路毎に必要であり、調整作業の自動化が難しく、更に作業者の熟練をも要すものであった。不揮発メモリー内蔵のデジタルポテンショメータで構成した場合は、調整作業が電気的に行える為、自動調整装置を比較的容易に構築できるが、電動車の様に、アナログ入力回路の調整項目が多い場合、回路毎に複数のデジタルポテンショメータを採用する必要が有り、コスト高となる為、実際には採用が難しいものである。そこで本発明においては、簡単な構造で且つ低コストでＡ／Ｄ値の調整ができ、又、熟練作業を必要とする事なく、調整作業の自動化も容易に行える電動車におけるＡ／Ｄ値の調整制御装置を提供する事を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】電流，電圧，操作角度，温度等の制御データを計測し、一定の電圧信号に変換するアナログ入力手段と、該電圧信号を数値化してＡ／Ｄ値（Ｉ）に変換するＡ／Ｄ変換器と、複数の調整基準値(ＩＬ)，(ＩＨ)，認識値(ＯＬ)，(ＯＨ)からなる調整値を不揮発記憶する不揮発記憶手段と、該調整値(ＩＬ)，(ＩＨ)，(ＯＬ)，(ＯＨ)から導き出される変換式に基づいて、Ａ／Ｄ値（Ｉ）の変換演算を行う調整制御手段を有する事を特徴とする電動車におけるＡ／Ｄ値の調整制御装置の構成とした。又、端末装置等から通信による設定手段を用いて、調整値（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）を設定可能な電動車におけるＡ／Ｄ値の調整制御装置の構成とした。
【０００５】
【発明の作用及び効果】この発明にあっては、電流，電圧，操作角度，温度等の制御データは、アナログ入力手段によって一定の電圧信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器に入力され、数値変換されたＡ／Ｄ値（Ｉ）となる。Ａ／Ｄ値（Ｉ）は、調整制御手段に入力され、不揮発記憶手段に記憶された調整値から導き出される変換式に基づいて適正な認識値に変換されるから、調整を要するアナログ入力回路上に可変抵抗器やデジタルポテンショメータ等を実装する必要がなく、又、調整を要するアナログ入力回路数が多数に及んでも不揮発記憶手段の容量が許す限り追加部材も発生せず、低コストとなる。又、端末装置２等から通信手段を用いて、調整値（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）を設定可能であるから、工具による機械的な調整がなく総て電気的にできる為、調整作業の自動化も容易に行えるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図例は電動車椅子に本発明を実施したものであって、図１は入力手段及び制御手段の接続状態を示すブロック図であって、３はＣＰＵ、４はキースイッチであり、該キースイッチ４の接続によりバッテリー電源の電流を制御回路と、モータ駆動回路５へ供給可能に構成してある。６は速度指令用可変抵抗器であって、アクセルレバーによって回動され、その出力電圧はＣＰＵ３内蔵のＡ／Ｄ変換器（１ａ）へ入力される。尚、アクセルレバーは手を離した際に自動復帰されるニュートラル位置を中心に、車体前後方向に回動自在に構成してあり、ニュートラル対応位置の速度指令用可変抵抗器６の出力電圧を停止指令電圧に設定してある。又、車体後方側への可動範囲の出力電圧を前進指令電圧範囲として複数段に設定してあり、前方側への可動範囲の出力電圧を後進指令電圧範囲として複数段に設定してある。７は速度調整用可変抵抗器であって、ダイヤル操作によって回動設定され、その出力電圧はＣＰＵ３内蔵のＡ／Ｄ変換器（１ｂ）へ入力され、上述の速度指令用可変抵抗の指令電圧を、例えば３０％から１００％の範囲で調整可能としてある。８はメインリレースイッチであり、キースイッチ４の電源「入」操作により励磁されてメインリレー９を接続しモータ駆動回路５へバッテリー電流を供給可能状態とする。
【０００７】１０，１１，１２，１３は駆動トランジスターであって、モータ駆動回路５に各々のゲート側が接続されてフルブリッジ回路を構成しており、上述の速度指令用可変抵抗器６及び速度調整用可変抵抗器７の指令速度と後述のモータ回転センサー１４で検出される実速度をＣＰＵ３へ入力して演算し、ＣＰＵ３から出力される駆動パルス及び駆動方向信号によって駆動制御され、モータ１５へ電流を回転方向制御可能に供給して駆動する。モータ回転センサー１４はモータ軸に取着のタコジエネで構成され、モータ軸周囲２ヶ所での回転パルス出力を検出することで、モータ１５の回転数と回転方向を検出可能に構成してある。１６は負作動の電磁ブレーキであって、走行中は通電により制動を解除し、又、停止中はバネ力により復帰してモータ軸に制動力を加えるよう構成されている。１７，１８は電磁ブレーキ二段増幅用のトランジスターである。１９は５連のＬＥＤからなるバッテリーメータであり、バッテリーの残量を点灯表示する。２０はモータ温度センサー、２１は制御回路温度センサー、２２は外気温度センサーであり、各々、ＣＰＵ３内蔵のＡ／Ｄ変換器（１ｃ），（１ｄ），（１ｅ）にその出力電圧を入力する。２３は電流検出回路であって、モータ駆動電流及び回生電流用のアナログ入力手段である。
【０００８】該、電流検出回路２３に入力される制御データであるモータ駆動電流を例に取って、本発明の調整制御手段について説明する。電流検出回路２３に入力されたモータ駆動電流は、電流検出抵抗やオペアンプ等の構成部材により一定範囲、例えば、０Ｖから５Ｖの範囲の電圧値に変換されて、ＣＰＵ３内蔵のＡ／Ｄ変換器（１ｆ）に入力される。尚、電流検出回路２３の出力は、回路固有の特性のばらつきを考慮しても、制御する上で計測できる必要がある最低駆動電流値、例えば０Ａから、最大駆動電流値、例えば５０Ａまでの範囲を、上述の電圧範囲内に収めて変換，出力可能に設計してある。Ａ／Ｄ変換器（１ｆ）はＣＰＵ３からの指令により該電圧値を数値変換し、Ａ／Ｄ値（Ｉ）例えば、０から１０２３の数値としてＣＰＵ３に入力する。
【０００９】２４は、ＣＰＵ３から書き込み，読み出し可能に接続した不揮発記憶手段であって、ＥＥＰ−ＲＯＭで構成してある。図２は、調整制御手段を示した展開図であって、（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２４に後述の通信手段を用いて不揮発記憶してある２系統の調整値であって、第１系統は、調整基準値（ＩＬ）及び認識値（ＯＬ）から成り、第２系統は、調整基準値（ＩＨ）及び認識値（ＯＨ）から成って、ＣＰＵ３に読み込まれる。ＣＰＵ３では、これを元にＡ／Ｄ値（Ｉ）の変換式（ｆ）を算出して変換演算を行う。具体的に説明すると、Ａ／Ｄ値（Ｉ）が、丁度、調整基準値（ＩＬ）例えば１５０であれば、認識値（ＯＬ）例えば１００に変換して、変換結果（Ｏ）を求める。ＣＰＵ３では、変換結果（Ｏ）の値は、１＝１００ｍＡと認識する仕様としており、この例では、Ａ／Ｄ値（Ｉ）が１５０であれば、未変換状態で１５．０Ａと認識する所を、１０．０Ａと認識すべく変換する事を意味する。更に、Ａ／Ｄ値（Ｉ）が、丁度、調整基準値（ＩＨ）例えば３３０であれば、認識値（ＯＨ）例えば４００に変換して、変換結果（Ｏ）を求める。即ち、Ａ／Ｄ値（Ｉ）が３３０であれば、未変換状態で３３．０Ａと認識する所を、４０．０Ａと認識するべく変換する事を意味する。
【００１０】該、第１系統の調整値を構成する認識値（ＯＬ）は、制御する上で計測できる必要がある最低駆動電流値、例えば０Ａの近傍の値を適宜に選んで設定しており、第２系統の調整値を構成する認識値（ＯＨ）は、最大駆動電流値、例えば５０Ａの近傍の値を適宜に選んで設定している。これにより、この２系統の調整値を結ぶ直線とその延長線からなる変換式（ｆ）によって、Ａ／Ｄ値（Ｉ）を変換して得た変換結果（Ｏ）は、上述の、第１，第２系統の調整値の変換規則を満足しながら、任意のＡ／Ｄ値（Ｉ）に対して、適宜な変換を行った値として得る事ができる。
【００１１】即ち、Ａ／Ｄ値（Ｉ）は、Ｏ＝（ＯＨ−ＯＬ）／（ＩＨ−ＩＬ）×Ｉ−（（ＯＨ−ＯＬ）／（ＩＨ−ＩＬ）×ＩＬ−ＯＬ）、及びＯ≧０の変換式によって変換結果（Ｏ）に変換される。尚、本実施の形態においては、モータ駆動電流の調整値を２系統として、直線式（ｆ）による変換としているが、図３に示す如く複数の系統を用意して各系統間毎に、異なった係数による式で変換する事で、直線性のない入力に対しても同様の変換を行う事も可能である。
【００１２】次に、調整値（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）の具体的な設定手段を、上述したモータ駆動電流を例に取って説明する。図４は、モータ駆動電流の調整値設定時における装置接続状態を示すブロック図であって、２５は、ＣＰＵ３に内蔵された非同期シリアル通信装置であり、調整値（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）の設定時には、通信ケーブル２６，通信電圧レベル変換装置２７，端末側の通信ケーブル２８を経由して、パーソナルコンピュータ等からなる端末装置２に非同期シリアル通信可能接続する。２９は、端末装置２によってコントロール可能な電源装置であって、電流検出回路２３の入力に接続して、端末装置２からの指令に従って所定の電圧を発生し、電流検出回路２３に対してモータ駆動電流に相当する擬似電流を流入させる事を可能としており、この擬似電流の流入経路には、端末装置２との通信手段を有する電流計３０或いはオシロスコープ等を接続し、擬似電流値を実測可能に構成すると共に、該電流計３０或いはオシロスコープ等と端末装置２間は、通信経路３１によって接続し、端末装置２が擬似電流値を電流計３０或いはオシロスコープ等との通信によって認識可能とする。
【００１３】この接続状態において、第１系統の調整値（ＩＬ），（ＯＬ）を設定する手段を説明する。まず、端末装置２は、ＣＰＵ３に対して、ＣＰＵ３の認識している変換値（Ｏ）を継続的に送信する様指令を出す。例えば、端末装置２は、アスキーコードから構成される「ＴＥＳＴ０１」等の文字列を上述の非同期シリアル通信によってＣＰＵ３に送信し、これを受信したＣＰＵ３は、以後、モータ駆動電流の変換値（Ｏ）を「１０００ｍＡ」等の文字列に変換して同、非同期シリアル通信によって端末装置２に継続的に送信する状態となり、端末装置２はＣＰＵ３のモータ駆動電流の変換値（Ｏ）を常時認識可能となる。
【００１４】次に、端末装置２は、電流計３０の計測値、即ち電源装置２９が電流検出回路に流す擬似電流値を電流計３０との通信手段によって監視しながら、電源装置２９をコントロールし、擬似電流値が調整目標とする電流値、例えば２．０Ａとなる様に電源装置２９の出力電圧を安定させる。
【００１５】次に、端末装置２は、ＣＰＵ３の変換値（Ｏ）と、擬似電流値を比較し、差異が有る場合、上述の非同期シリアル通信によってＣＰＵ３へ例えば「ＡＪ０Ｌ２０００」等の調整値変更指令文字列を送信する。「ＡＪ」は、調整指令である事を表し、それに続く「０」はＣＰＵ３内部でのモータ駆動電流用Ａ／Ｄ変換器（１ｆ）に付されたチャンネル番号を表し、更に続く「Ｌ」は、第１系統の調整値を調整する事を表し、「２０００」は、指令時点のＣＰＵ３内蔵Ａ／Ｄ変換器（１ｆ）のＡ／Ｄ値（Ｉ）を２０００ｍＡとして認識させる事を表している。
【００１６】この指令を受信したＣＰＵ３は、受信時点のＡ／Ｄ変換器（１ｆ）のＡ／Ｄ値（Ｉ）を調整基準値（ＩＬ）としてＥＥＰ−ＲＯＭ２４へ不揮発的に記憶し、指令値の「２０００」を、ＣＰＵ３内部での処理データ２０に変換して認識値（ＯＬ）としてＥＥＰ−ＲＯＭ２４へ不揮発的に記憶する。これにより、ＣＰＵ３が算出する変換式（ｆ）及び変換値（Ｏ）が変化し、端末装置２に送信される変換値（Ｏ）は、指令内容に従った値、この場合は「２０００ｍＡ」に修正される。
【００１７】図５は、上述の、第１系統の調整値の設定による状態変化を示した展開図であって、（ＩＬ１），（ＯＬ１）及び（ｆ１）は、調整指令を受信する前の第１系統の調整値及び変換式であり、（Ｏ１）は、その状態で、擬似電流が２．０Ａに安定された時の変換値であり、（ＩＬ２），（ＯＬ２）及び（ｆ２）は、調整指令受信後の第１系統の調整値及び変換式であり、（Ｏ２）は、その変換値であって略２．０Ａを示す。
【００１８】引き続き第２系統の調整値（ＩＨ），（ＯＨ）を設定する場合は、第１系統と同様に、端末装置２が、電流計３０の計測値を監視しながら、電源装置２９をコントロールし、擬似電流値が調整目標とする電流値、例えば５０．０Ａととなる様に電源装置２９の出力電圧を安定させる。次に、ＣＰＵ３へ例えば「ＡＪ０Ｈ５００００」等の調整値変更指令文字列を送信する。「ＡＪ」は、調整指令である事を表し、それに続く「０」はＣＰＵ３内部でのモータ駆動電流用Ａ／Ｄ変換器（１ｆ）に付されたチャンネル番号を表し、更に続く「Ｈ」は、第２系統の調整値を調整する事を表し、「５００００」は、指令時点のＣＰＵ３内蔵Ａ／Ｄ変換器（１ｆ）のＡ／Ｄ値（Ｉ）を５００００ｍＡとして認識させる事を表している。
【００１９】この指令を受信したＣＰＵ３は、受信時点のＡ／Ｄ変換器（１ｆ）のＡ／Ｄ値（Ｉ）を調整基準値（ＩＨ）としてＥＥＰ−ＲＯＭ２４へ不揮発的に記憶し、指令値の「５００００」を、ＣＰＵ３内部での処理データ５００に変換して認識値（ＯＨ）としてＥＥＰ−ＲＯＭ２４へ不揮発的に記憶する。これにより、ＣＰＵ３が算出する変換式（ｆ）及び変換値（Ｏ）が変化し、端末装置２に送信される変換値（Ｏ）は、指令内容に従った値、この場合は「５００００ｍＡ」に修正される。
【００２０】上述の調整手段は、１系統の調整基準値及び認識値を同時に調整するものであるが、１系統の認識値のみを調整する調整手段も有し、この調整手段について、第１系統の認識値（ＯＬ）のみを調整する手段を例に取って説明する。上述の端末装置２からの調整値変更指令文字列の送信時に「ＡＪ０Ｌ」等、指令値を含まない調整値変更指令文字列を送信する。「ＡＪ」，「０」，「Ｌ」は、既に説明した通りの意味を持っている。この指令を受信したＣＰＵ３は調整基準値（ＩＬ）の値を保持し、認識値（ＯＬ）に対する変更指令文字の受信待ち状態となる。この状態で、端末装置２から変更指令文字「＋」或いは「−」をＣＰＵ３に対して送信すると、これを受信したＣＰＵ３は、「＋」であれば認識値（ＯＬ）を１単位即ち１００ｍＡだけ増加させ、「−」であれば１単位即ち１００ｍＡだけ減少させて記憶する。この調整手段は、特にＡ／Ｄ変換器（１ｆ）への入力値に比較的大きな振幅が有り、上述の「ＡＪ０Ｌ２０００」等、指令値を含む調整値変更指令では、指令を受信する時々においてＡ／Ｄ変換への入力電圧が変動して安定した調整基準値（ＩＬ）を取得するのが困難な場合において有効であり、端末装置２によって変換値（Ｏ）に適宜な平均処理或いはフィルター処理を施した値を監視しながら、「＋」或いは「−」の送信を適宜に行って調整する事が可能となる。
【００２１】更に、別の調整手段として、全系統の認識値（ＯＬ），（ＯＨ）を同時に調整する手段も有し、上述の「ＡＪ０Ｌ２０００」等の調整値変更指令文字列を送信する時点で「ＡＪ０Ｘ２０００」等の調整値変更指令文字列を送信する事で行う。「ＡＪ」，「０」，「２０００」は、既に説明した通りの意味を持っており、「Ｘ」は、全系統の認識値（ＯＬ），（ＯＨ）の同時調整指令である事を表す。この指令を受信したＣＰＵ３は調整基準値（ＩＬ），（ＩＨ）の値は保持し、指令値の「２０００」を、ＣＰＵ３内部での処理データ２０に変換して変換値（Ｏ）と比較し、その差分で、各認識値（ＯＬ），（ＯＨ）を調整する。詳しくは、変換値（Ｏ）の方が大きければ各認識値（ＯＬ），（ＯＨ）から差分を減算して記憶し、変換値（Ｏ）の方が小さければ各認識値（ＯＬ），（ＯＨ）に差分を加算して記憶する。又、上述の「ＡＪ０Ｌ」指令と同様に、指令値を含まない調整値変更指令文字列「ＡＪ０Ｘ」を送信する事で、「ＡＪ０Ｌ」時と同様に、これに引き続く「＋」或いは「−」による調整手段を作動させる事も可能であり、これを受信したＣＰＵ３は、「＋」であれば全認識値（ＯＬ），（ＯＨ）を１単位即ち１００ｍＡだけ増加させ、「−」であれば１単位即ち１００ｍＡだけ減少させて記憶する【００２２】上述の調整制御手段によって調整され、ＥＥＰ−ＲＯＭ２４に不揮発的に記憶された調整値（ＩＬ），（ＩＨ），（ＯＬ），（ＯＨ）は、キースイッチ４の切断により制御回路への電流供給を断っても、その値を保持しており略恒久的に使用可能である。又、上述の実施の形態では、その詳細をモータ駆動電流について説明したが、その他の制御データであるモータ温度センサー２０，制御回路温度センサー２１，外気温度センサー２２，速度指令用可変抵抗器６，速度調整用可変抵抗器７等にも同様に採用可能であり、夫々、実際の制御データを計測する手段を設け、端末装置２によるコントロールによって自動調整作業が可能となる。
【００２３】
【出願人】 【識別番号】０００１４４９８０
【氏名又は名称】株式会社アテックス
【出願日】 平成１３年６月８日（２００１．６．８）
【代理人】
【公開番号】 特開２００２−３６９３０１（Ｐ２００２−３６９３０１Ａ）
【公開日】 平成１４年１２月２０日（２００２．１２．２０）
【出願番号】 特願２００１−１７３３９３（Ｐ２００１−１７３３９３）