JP2003209904A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動車両において制動を短絡ブレーキ回路で
実施する場合、急制動時に短絡ブレーキ回路に電気的な
過負荷が作用する。 【解決手段】 ＳＴ０６で電動モータの制御信号出力を
低減する。これにより電動モータの減速制御が実施でき
る。十分に減速できたら、ＳＴ０４でブレーキ手段を作
動させる。 【効果】 減速後にブレーキ手段を作動させるため、こ
のブレーキ手段は小型化や低コスト化が図れる。併せ
て、停止距離は十分に短縮することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は電動車両の直進性維
持技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、特開平３−９８４０４号公報
「小型電動車」に示される電動車は、同公報の第１図に
示され通りに、モータ６とモータ駆動回路１８（符号は
公報記載のまま。）と電磁ブレーキ２０と電磁ブレーキ
駆動回路１９とを備え、同公報の第２頁左下欄第１１行
〜第１６行の記載「この電磁ブレーキ（２０）は通電励
磁によって制動を解除するととともに非通電で制動状態
を得る無励磁作動型である。そして、前記アクセルレバ
ー（１１）が操作されるとブレーキ状態が解除され、前
記アクセルレバー（１１）が非操作状態になると、ブレ
ーキ状態が現出される。」によれば、アクセルレバー
（１１）がニュートラルになると電磁ブレーキ（２０）
を制動状態にするというものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述のアクセルレバー
がニュートラルになったとの情報に基づいて電磁ブレー
キを作動させる手順には、次の２つが有力である。即
くブレーキを作動させる。一定の時間を置いてからブ
レーキを作動させる。上記では、車体の慣性力に打ち
勝つ大きな容量の電磁ブレーキが当然必要となり、電磁
ブレーキの大型化及びコストアップは避けられない。そ
の点、上記では、車体の慣性力を小さくしてからブレ
ーキを作動させるため、電磁ブレーキの小型化及びコス
トダウンが図れる。 【０００４】しかし、ブレーキを作動させる前に惰性で
ある程度の距離車体が走行するため、制動距離が長くな
る。 【０００５】そこで、本発明の目的は制動距離の短縮化
とブレーキ手段のコストダウンの双方を達成できる技術
を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、オンで走行可能でオフで停止命令を発す
る走行準備部材と、前進、中立、後進を指定することの
できる方向速度制御部材と、この方向速度制御部材の操
作に基づいて正転若しくは逆転して車両を走行させる電
動モータと、中立時に制動を掛けることのできるブレー
キ手段とを備える電動車両において、この電動車両は、
車両の走行中に、走行準備部材がオフになるか又は方向
速度制御部材が中立になったときに、電動モータの制御
信号出力に所定の減算を繰り返し施すことで、ブレーキ
手段の作動可能回転速度まで電動モータを減速する電動
モータ減速制御を実行する制御部を備えていることを特
徴とする。 【０００７】電動モータの制御信号出力に所定の減算を
繰り返し施すことで、電動モータを電気的に減速制御す
る。この後にブレーキ手段を作動させる。上記電動モー
タの減速制御によれば、レシプロエンジンを搭載した車
両で行うエンジンブレーキ操作に類似した減速性能が得
られる。従って、停止距離は十分に短縮することができ
る。また、減速後にブレーキ手段を作動させるため、こ
のブレーキ手段は小型化や低コスト化が図れる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向
に従い、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号
の向きに見るものとする。 【０００９】図１は本発明に係る除雪機の平面図であ
り、電動車両としての除雪機１０は、機体１１にエンジ
ン１２を搭載し、機体１１の前部に作業部としてのオー
ガ１３及びブロア１４を装備し、機体１１の左右にクロ
ーラ１５Ｌ，１５Ｒを配置し、機体１１の後部に操作盤
１６を配置した車両であり、作業者が操作盤１６の後か
ら連れ歩く歩行型作業機である。以下、要部を詳細に説
明する。なお、操作盤１６は図２で詳しく説明する。 【００１０】エンジン１２の出力の一部で、発電機１７
を回し、得た電力を操作盤１６の下方に配置したバッテ
リ（図４の符号４３参照）に供給すると共に、後述する
左右の走行モータに供給する。エンジン１２の出力の残
部は、電磁クラッチ１８及びベルト１９を介して作業部
としてのブロア１４及びオーガ１３の回転に充てる。オ
ーガ１３は地面に積もった雪を中央に集める作用をな
し、この雪を受け取ったブロア１４はシュータ２１を介
して雪を機体１１の周囲の所望の位置へ投射する。２２
はオーガハウジングであり、オーガ１３を囲うカバー部
材である。 【００１１】左のクローラ１５Ｌは、駆動輪２３Ｌと遊
動輪２４Ｌとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動
輪２３Ｌは左の走行モータ２５Ｌで正逆転させる。右の
クローラ１５Ｒも、駆動輪２３Ｒと遊動輪２４Ｒとに巻
き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｒは右の走
行モータ２５Ｒで正逆転させる。 【００１２】従来の除雪機では１個のエンジン（ガソリ
ンエンジン又はジーゼルエンジン）で作業部系（オーガ
回転系）と走行系（クローラ駆動系）とを賄っていた
が、本発明ではエンジン１２で作業部系（オーガ回転
系）を駆動し、電動モータ（走行モータ２５Ｌ，２５
Ｒ）で走行系（クローラ駆動系）を駆動するようにした
ことを特徴とする。細かな走行速度の制御、旋回制御及
び前後進切替制御は電動モータが適当であり、一方、急
激な負荷変動を受ける作業部系はパワーのある内燃機関
が適当であるとの考えに基づいて、そのようにした。 【００１３】図２は図１の２矢視図であり、操作盤１６
には、操作箱２７の手前の側面にメインスイッチ２８、
エンジンチョーク２９、クラッチ操作ボタン３１などを
備え、操作箱２７の上面に、投雪方向調節レバー３２、
オーガハウジング姿勢調節レバー３３、走行系に係る方
向速度制御部材としての方向速度レバー３４、作業部系
に係るエンジンスロットルレバー３５を備え、操作箱２
７の右にグリップ３６Ｒ及び右旋回操作レバー３７Ｒを
備え、操作箱２７の左にグリップ３６Ｌ、左旋回操作レ
バー３７Ｌ及び走行準備部材としての走行準備レバー３
８を備える。 【００１４】左右旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒはブレ
ーキレバーに近似するが、後述するとおりに完全な制動
効果は得られない。操作することで走行モータ２５Ｌ，
２５Ｒの回転を落として機体をターンさせることに使用
するため、ブレーキレバーと言わずに旋回操作レバーと
呼ぶことにした。 【００１５】メインスイッチ２８はメインキーを差込
み、回すことでエンジンを始動することのできる周知の
スイッチである。エンジンチョーク２９は引くことで混
合気の濃度を高めることができる。投雪方向調節レバー
３２は、シュータ（図１の符号２１）方向を変更すると
きに操作するレバーであり、オーガハウジング姿勢調節
レバー３３はオーガハウジング（図１の符号２２）の姿
勢を変更するときに操作するレバーである。その他の部
材の作用は、図４で説明する。 【００１６】図３は図２の３矢視図であり、左旋回操作
レバー３７Ｌを握ることにより、ポテンショメータ３９
Ｌのアーム３９ａの角度を想像線の位置まで回転するこ
とができる。ポテンショメータ３９Ｌはアーム３９ａの
回転位置に応じた電気情報を発する機器である。 【００１７】また、走行準備レバー３８はスイッチ手段
４２に作用する部材であり、スプリング４１の引き作用
により、図の状態（フリー状態）になればスイッチ手段
４２はオンになる。作業者の左手で走行準備レバー３８
を図時計回りに下げれば、スイッチ手段４２はオフとな
る。このように、走行準備レバー３８が握られているか
否かはスイッチ手段４２で検出することができる。 【００１８】図４は本発明に係る除雪機の制御系統図で
あり、操作盤に内蔵若しくは付設した制御部４４内の機
器及びそこから延びる情報伝達経路を示すが、概ね四角
は機器、丸はドライバーを示す。そして、想像線枠で囲
ったエンジン１２、電磁クラッチ１８、ブロア１４及び
オーガ１３が作業部系４５であり、その他は走行系とな
る。４３はバッテリである。なお、制御部４４内に破線
で指令の流れを便宜上示したが、これはあくまでも参考
的記載に過ぎない。 【００１９】先ず、作業部系の作動を説明する。メイン
スイッチ２８にキーを差込み、回してスタートポジショ
ンにすることにより、図示せぬセルモータの回転により
エンジン１２を始動させる。エンジンスロットルレバー
３５は図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ４
８に繋がっているので、エンジンスロットルレバー３５
を操作することでスロットルバルブ４８の開度を制御す
ることができる。これにより、エンジン１２の回転数を
制御することができる。 【００２０】走行準備レバー３８を握ると共に、クラッ
チ操作ボタン３１を操作することにより、作業者の意志
で電磁クラッチ１８を接続し、ブロア１４及びオーガ１
３を回すことができる。なお、走行準備レバー３８を離
すかクラッチ操作ボタン３１を操作するかの何れかによ
り、電磁クラッチ１８を断状態にすることができる。 【００２１】次に走行系の作動を説明をする。本発明の
除雪機は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブ
レーキとして、左右の電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを備
えており、これらの電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは、駐
車中は制御部４４の制御により、ブレーキ状態にある。
そこで、次の手順で電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを開放
する。 【００２２】メインスイッチ２８がスタートポジション
にあること及び走行準備レバー３８が握られていること
の２つの条件が満たされ、方向速度レバー３４を前進又
は後進（図５で説明する。）に切換えると、電磁ブレー
キ５１Ｌ，５１Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。 【００２３】図５は本発明で採用した方向速度レバーの
作用説明図であり、方向速度レバー３４は、作業者の手
で、矢印，の如く往復させることができ、「中立範
囲」より「前進」側へ倒せば車両を前進させることがで
き、且つ「前進」領域においては、Ｌｆが低速前進、Ｈ
ｆが高速前進となるように、速度制御も行える。同様
に、「中立範囲」より「後進」側へ倒せば車両を後進さ
せることができ、且つ「後進」領域においては、Ｌｒが
低速後進、Ｈｒが高速後進となるように、速度制御も行
える。この例では、図の左端に付記した通りに、後進の
最高速が０Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範
囲が２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータ
でポジションに応じた電圧を発生させる。１つのレバー
で前後の方向と高低速の速度制御とを設定できるので、
方向速度レバー３４と名付けた。 【００２４】図４に戻って、方向速度レバー３４の位置
情報をポテンショメータ４９から得た制御部４４は、左
右のモータドライバー５２Ｌ，５２Ｒを介して左右の走
行モータ２５Ｌ，２５Ｒを回し、走行モータ２５Ｌ，２
５Ｒの回転速度を回転センサ５３Ｌ，５３Ｒで検出し
て、その信号に基づいて回転速度を所定値になるように
フィードバック制御を実行する。この結果、左右の駆動
輪２３Ｌ，２３Ｒが所望の方向に、所定の速度で回り、
走行状態となる。 【００２５】走行中の制動は次の手順で行う。本発明で
はモータドライバー５２Ｌ，５２Ｒに回生ブレーキ回路
５４Ｌ，５４Ｒ及びブレーキ手段としての短絡ブレーキ
回路５５Ｌ，５Ｒを含む。 【００２６】バッテリから電動モータへ電気エネルギー
を供給することで、電動モータは回転する。一方、発電
機は回転を電気エネルギーに変換する手段である。そこ
で、本発明では電気的切換えにより、走行モータ２５
Ｌ，２５Ｒを発電機に変え、発電させるようにした。発
電電圧がバッテリ電圧より高ければ、電気エネルギーは
バッテリ４３へ蓄えることができる。これが回生ブレー
キの作動原理である。 【００２７】左旋回操作レバー３７Ｌの握りの程度をポ
テンショメータ３９Ｌで検出し、この検出信号に応じて
制御部４４は左の回生ブレーキ回路５４Ｌを作動させ
て、左の走行モータ２５Ｌの速度を下げる。右旋回操作
レバー３７Ｒの握りの程度をポテンショメータ３９Ｒで
検出し、この検出信号に応じて制御部４４は右の回生ブ
レーキ回路５４Ｒを作動させて、右の走行モータ２５Ｒ
の速度を下げる。すなわち、左旋回操作レバー３７Ｌを
握ることで左旋回させることができ、右旋回操作レバー
３７Ｒを握ることで右旋回させることができる。 【００２８】そして、次の何れかにより走行を停止する
ことができる。方向速度レバー３４を中立位置に戻す。
走行準備レバー３８を離す。メインスイッチ２８をオフ
位置に戻す。 【００２９】この停止は後述の電気的減速制御を施した
のちに、短絡ブレーキ回路５５Ｌ，５５Ｒを用いて実行
する。短絡ブレーキ回路５５Ｌは、文字通り走行モータ
２５Ｌの両極を短絡させる回路であり、この短絡により
走行モータは急制動状態になる。短絡ブレーキ回路５５
Ｒも同様であるから説明を省略する。 【００３０】停止後にメインスイッチ２８をオフ位置に
戻せば、電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒがブレーキ状態と
なり、パーキングブレーキを掛けたことと同じになる。 【００３１】次に、走行中の除雪機を停止させるときの
制御方法を説明する。図６は本発明に係る停止制御フロ
ー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。 ＳＴ０１：除雪機が走行中であるか否かを調べる。例え
ば、図４の回転センサ５３Ｌ，５３Ｒの出力によって判
断することができる。ＮＯであれば、リターンさせるこ
とで以降の制御は行わない。ＹＥＳであれば、ＳＴ０２
に進む。 ＳＴ０２：走行準備レバー（図４の符号３８）がオフ
（離すことでオフ）であるか否かを調べる。ＮＯであれ
ばＳＴ０３に進み、ＹＥＳであればＳＴ０４に進む。 【００３２】ＳＴ０３：方向速度レバー（図４の符号３
４）が中立であるか否かを調べる。ＮＯであれば、リタ
ーンさせることで制御は行わない。ＹＥＳであれば、Ｓ
Ｔ０４に進む。 ＳＴ０４：以上の条件が満たされれば、制御部は走行モ
ータを制御信号出力Ｄｍで制御する。ただし、この制御
信号出力Ｄｍの初回値は直前の制御信号出力をそのまま
使用する。また、信号出力ＤｍはＰＩ制御ならＰＩ出
力、ＰＩＤ制御ならＰＩＤ出力に相当する。 【００３３】ＳＴ０５：走行モータ速度Ｍｎがしきい値
Ｎｓｔｄを超えているか否かを調べる。走行モータ速度
Ｍｎは図４の回転センサ５３Ｌ，５３Ｒで調べることが
できる。 【００３４】また、しきい値はブレーキ手段の作動可能
回転速度によって定めた値を使用する。本実施例ではブ
レーキ手段として図４の短絡ブレーキ回路５５Ｌ，５５
Ｒを充てる。短絡ブレーキ回路５５Ｌ，５５Ｒには図示
せぬスイッチング素子を使用するが、これらのスイッチ
ング素子に短絡時に電気的に負担が掛るため、ブレーキ
容量に対応した容量の素子を使用しなければならない。
逆に、短絡ブレーキ回路５５Ｌ，５５Ｒに配置したスイ
ッチング素子によって、ブレーキ手段の作動可能回転速
度が決まることになり、これを基に前記しきい値を決め
る。 【００３５】このしきい値は走行モータ２５Ｌ，２５Ｒ
の使用最高回転数の１０％程度に定めると良い。そうす
れば、スイッチング素子の小容量化が可能であり、短絡
ブレーキ回路５５Ｌ，５５Ｒの小型化及びコストダウン
が図れる。これを可能にしたのが、ＳＴ０５及び次のＳ
Ｔ０６である。 【００３６】ＳＴ０６：ＳＴ０５でＹＥＳであれば、制
御信号出力Ｄｍからα（例えば１．０％）を減じた値を
新たな制御信号出力Ｄｍとする。以上のＳＴ０４、ＳＴ
０５、ＳＴ０６を繰り返すことで、制御信号出力Ｄｍは
徐々に小さくなり、これに対応して走行モータの回転速
度が低下する。 【００３７】ＳＴ０７：ＳＴ０５がＮＯ、すなわち走行
モータの回転速度がしきい値以下になったら、ブレーキ
手段（図４の短絡ブレーキ回路５５Ｌ，５５Ｒ）を作動
させて、制動を掛ける。 【００３８】以上をまとめると本発明の電動車両は、車
両の走行中に、走行準備部材がオフ（ＳＴ０２で判断）
になるか又は方向速度制御部材が中立（ＳＴ０３で判
断）になったときに、電動モータの制御信号出力に所定
の減算（ＳＴ０６）を繰り返し施すことで、ブレーキ手
段の作動可能回転速度（ＳＴ０５で判断）まで電動モー
タを減速する電動モータ減速制御を実行する制御部を備
えていることを特徴とする。 【００３９】上記電動モータの減速制御によれば、レシ
プロエンジンを搭載した車両で行うエンジンブレーキ操
作に類似した減速性能が得られる。従って、停止距離は
十分に短縮することができる。また、減速後にブレーキ
手段を作動させるため、このブレーキ手段は小型化や低
コスト化が図れる。 【００４０】尚、本発明を適用する電動車両は除雪機に
限るものではなく、電動運搬車、電動ゴルフカートなど
の電動車であれば種類は任意である。 【００４１】また、実施例の除雪機は左右の走行モータ
を備えるが、１個の走行モータで左右の駆動輪を駆動す
る形式の電動車両に本発明を適用することは差支えな
い。さらには、方向速度レバーは、実施例では１本であ
ったが、複数本でその役割を分担させてもよい。そし
て、方向速度制御部材はレバー、ダイヤル、スイッチ又
は同等品であればよい。同様に、走行準備部材はレバ
ー、ダイヤル、スイッチ又は同等品であればよい。 【００４２】また、ブレーキ手段は短絡ブレーキに限ら
ず、電磁ブレーキ、ディスクブレーキの何れであったも
よい。 【００４３】 【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、電動モータの制御信号出力に所定
の減算を繰り返し施すことで、電動モータを電気的に減
速制御する。この後にブレーキ手段を作動させる。上記
電動モータの減速制御によれば、レシプロエンジンを搭
載した車両で行うエンジンブレーキ操作に類似した減速
性能が得られる。従って、停止距離は十分に短縮するこ
とができる。また、減速後にブレーキ手段を作動させる
ため、このブレーキ手段は小型化や低コスト化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る除雪機の平面図 【図２】図１の２矢視図 【図３】図２の３矢視図 【図４】本発明に係る除雪機の制御系統図 【図５】本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図 【図６】本発明に係る本発明に係る停止制御フロー図 【符号の説明】 １０…電動車両（除雪機）、２５Ｌ，２５Ｒ…電動モー
タ（走行モータ）、３４…方向速度制御部材（方向速度
レバー）、３８…走行準備部材（走行準備レバー）、４
４…制御部、５３Ｌ，５３Ｒ…回転センサ、５５Ｌ，５
５Ｒ…ブレーキ部材（短絡ブレーキ回路）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅家 博夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H115 PA08 PG10 PI16 PU01 PV03 PV22 QE10 QI04 RB17 RB22 SE03

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 オンで走行可能でオフで停止命令を発す
   る走行準備部材と、前進、中立、後進を指定することの
   できる方向速度制御部材と、この方向速度制御部材の操
   作に基づいて正転若しくは逆転して車両を走行させる電
   動モータと、中立時に制動を掛けることのできるブレー
   キ手段とを備える電動車両において、この電動車両は、
   車両の走行中に、前記走行準備部材がオフになるか又は
   前記方向速度制御部材が中立になったときに、前記電動
   モータの制御信号出力に所定の減算を繰り返し施すこと
   で、前記ブレーキ手段の作動可能回転速度まで電動モー
   タを減速する電動モータ減速制御を実行する制御部を備
   えていることを特徴とする電動車両。