JP3234476B2 - 小型電動車の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高齢者や肢
体不自由者等が搭乗して操縦できるように構成した小型
電動車の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の小型電動車の走行制御装
置としては、前進走行と後進走行とを切換自在に構成し
ているとともに、機体に備えた制御装置においては、走
行用の電動モータの回転向きを検出し、その回転向きが
前進状態か後進状態かを維持して記憶しておく、例えば
フリップフロップ回路等の回転向き維持手段が設けられ
ていた。そして、上記従来のものにあっては、通常の平
地での発進時において、滑らかに発進できるよう、スロ
ースタートする制御を行っている。一方、上り坂での発
進を行うような場合では、逆に車体が後退することや発
進が遅れないようにするために、電動モータの出力を平
地での場合より高めて発進できるようにしている。その
ために、電動モータの回転向きを検出し、かつ電動モー
タが停止しても、その停止直前の回転向き情報を記憶維
持しておく上述のような回転向き維持手段を備えて、例
えば本来前進で走行しなければならないのに上り坂での
発進のため一時的に車体が後退したときに、上り坂で発
進しようとしていると判断できるようにしていた。詳し
くは、機体が平地で発進しようとしているか、上り坂で
発進しようとしているかの判断を、予め保持された電動
モータの回転向き情報と実際に機体を進行させようとす
る向きとが一致しているか、又は不一致かで判断するよ
うにしていた。従って、上り坂で発進するような場合に
は、通常走行開始時においてスロースタート状態で電動
モータの駆動トルクが小さいため、逆に一時的に車体が
後退する状態になって、電動モータの回転向きが後進状
態に対応する逆転状態となっていることが回転向き維持
手段の情報との比較によって検出され、その検出結果に
基づいて、電動モータの出力を高めて正転増速を比較的
急速に行うようにただちに制御していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造のものでは、平地での走行時に、走行の向きを前
進状態から後進状態に切り換えたときでも、回転向き維
持手段においては正転情報が維持されたままであるから
電動モータは後進駆動されるにもかからわらず、回転向
き維持手段に記憶された回転向き情報と、実際の電動モ
ータの回転向きとが異なるため、上り坂を後進状態で発
進させる状態であると誤って判断することになり、その
ときに電動モータの出力を高めた状態で発進することか
ら、スロースタートでなく急スタートすることになって
幾分ショックが生じ、その発進時のショックが操縦者に
は乗り心地が良くなく不快感を与えてしまうという不具
合があった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、前進状態から後進状態に、又は逆の状態に切
り換えて走行するときの一時的な急発進現象を解消でき
る小型電動車の走行制御装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

（構成） 本発明にかかる小型電動車の走行制御構造
は、走行用の電動モータの回転向きを検出する回転向き
検出手段と、前記電動モータの回転速度を検出する回転
速度検出手段と、前進又は後進の発進指令を発する発進
向き指令手段とを設けるとともに、前記回転向き検出手
段からの回転向き情報をその回転向き情報が反転するま
で維持しておく回転向き維持手段を備え、該回転向き維
持手段に維持された回転向き情報と、前記発進向きに対
応した前記電動モータの回転向きとの比較を、前記回転
速度検出手段での検出回転速度が所定値以上又は所定値
より大になるまで行わないように構成した判断手段を備
え、かつ、該判断手段により発進指令と、前記電動モー
タの実際の回転向きとが一致していると判断されるとき
には通常の発進制御を行い、前記判断手段により発進向
きと前記電動モータの回転向きとが不一致であると判断
されるときには通常の発進よりも高出力で前記電動モー
タを駆動する発進制御を行うように、前記電動モータを
駆動制御する駆動制御手段を設けてあることを特徴構成
とする。

【０００６】（作用） 本発明の請求項１にかかる小型
電動車の走行制御装置によれば、走行用の電動モータの
回転向きを検出する回転向き検出手段と、前記電動モー
タの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前進又は
後進の発進指令を発する発進向き指令手段とを設けると
ともに、前記回転向き検出手段からの回転向き情報をそ
の回転向き情報が反転するまで維持しておく回転向き維
持手段を備え、該回転向き維持手段に維持された回転向
き情報と、前記発進向きに対応した前記電動モータの回
転向きとの比較を、前記回転速度検出手段での検出回転
速度が所定値以上又は所定値より大になるまで行わない
ように構成した判断手段を備え、かつ、該判断手段によ
り発進指令と、前記電動モータの実際の回転向きとが一
致していると判断されるときには通常の発進制御を行
い、前記判断手段により発進向きと前記電動モータの回
転向きとが不一致であると判断されるときには通常の発
進よりも高出力で前記電動モータを駆動する発進制御を
行うように、前記電動モータを駆動制御する駆動制御手
段を設けてあるから、平地において前進状態から、発進
指令を後進状態に切り換えて走行する場合、あるいは平
地において後進状態から、発進指令を前進状態に切り換
えて走行する場合には、実際に機体が後進状態となって
ある程度走行している状態になるまで、走行地が平地か
機体進行方向に対して上り坂となっているかの判断を判
断手段では行わないので、判断手段でその判断がなされ
るときには、回転向き維持手段はその走行時の電動モー
タの回転向き情報を維持することになる。このため、平
地での発進においては、そのときの回転向き情報と発進
指令に対応する電動モータの回転向きは一致するので、
通常の増速制御がなされる。一方、機体進行方向に対し
て上り坂となるところで発進させる場合には、発進時の
初期において電動モータの駆動に抗して重力の影響によ
り車体が後退することになるため、その後退に伴う電動
モータの回転向きが、車速が予め設定された所定速度を
越える状態になっても発進指令に対応する電動モータの
回転向きと実際の電動モータの回転向きとが不一致とな
るので、それにより、判断手段は上り坂で発進しようと
していると判断し、その判断結果に基づいて、駆動制御
手段は電動モータを高出力で駆動制御するから、その後
退状態を迅速に解消し、かつ上り坂を進行する高負荷に
対応できる状態で電動モータを駆動することになる。

【０００７】（効果） 従って、本発明の請求項１にか
かる小型電動車の走行制御装置によれば、平地におい
て、前進状態から後進状態に、あるいは後進状態から前
進状態に切り換えて発進するときには、操縦者に不快感
を与えるような急発進がなくなって正常なスロースター
トがなされ、操縦者が安心した状態で操縦できる。一
方、上り坂で発進する場合には、高負荷に対応して機体
後退の抑制を図った状態で良好に発進でき、平地と上り
坂とでの発進時の走行性能を良好に切換できるに至っ
た。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に、小型電動車を示してい
る。この小型電動車は、操縦ハンドル１で操向操作され
る単一輪の前車輪２と、電動モータ３で駆動される左右
一対の後車輪４，４とで支持された車体フレーム５に、
搭乗用座席６、バッテリー７、制御装置８等を装備して
構成している。

【０００９】操縦ハンドル１には、図１乃至図３に示す
ように、アクセルレバー９を横軸芯周りで揺動操作可能
に設けている。このアクセルレバー９は、ハンドルグリ
ップ１０と共握り操作することでアクセル操作可能に構
成してあり、そのアクセル操作量を検出するために操縦
ハンドル１にポテンショメータ１１が設けられている。
ポテンショメータ１１の検出信号は、前記制御装置８に
入力され、制御装置８は、そのポテンショメータ１１の
検出信号に基づいて、電動モータ３を駆動制御するよう
にしている。また、操縦ハンドル１の操縦パネル部１２
には、車体の進行方向を前進状態又は後進状態に設定す
る切換を行うための発進向き指令手段としての前後進切
換スイッチ１３を設けているとともに、この前後進切換
スイッチ１３のスイッチング信号は制御装置８に入力さ
れる。そして、図４に示すように、電動モータ３の回転
向きや回転速度を検出するために電動モータ３の出力軸
に連動連結したロータリエンコーダ１４を設けている。
このロータリエンコーダ１４の検出信号も制御装置８に
入力される。

【００１０】前記ロータリエンコーダ１４のＡ相のパル
ス信号、Ｂ相のパルス信号は、図４に示すように、それ
ぞれ、制御装置８に備えられた回転向き維持手段として
のフリップフロップ回路１５の入力用端子Ｄ、クロック
入力用端子Ｃに入力される。このフリップフロップ回路
１５のＱ出力端子からは回転方向信号が出力される。す
なわち、電動モータ３が機体進行を前進させるように回
転する正回転している時には、フリップフロップ回路１
５のＱ出力端子からはＨ信号が出力され、電動モータ３
が機体進行を後進させるよう回転する逆転時には、フリ
ップフロップ回路１５のＱ出力端子からはＬ信号が出力
される。これにより、実際の電動モータ３の回転向きが
検出されることになるとともに、機体が停止した状態で
は、その停止前の電動モータ３の回転向きがフリップフ
ロップ回路１５のＱ出力端子から出力されるよう維持さ
れることになる。また、ロータリエンコーダ１４のＡ相
のパルス信号又はＢ相のパルス信号の単位時間当たりの
パルス数をカウントすることで車速を検出する車速検出
用回路１６を制御装置８に設けている。ここで、ロータ
リエンコーダ１４と車速検出用回路１６とは回転速度検
出手段としての車速検出手段Ｓを構成しているととも
に、ロータリエンコーダ１４は回転向き検出手段を構成
している。そして、前記フリップフロップ回路１５のＱ
出力端子からの出力信号と、前記前後進切換スイッチ１
３により設定された進行向き信号と、前記車速検出用回
路１６から出力される車速信号とが入力される判断手段
としての判断回路１７を設けている。この判断回路１７
は、前記フリップフロップ回路１５のＱ出力端子からの
出力信号と、前記前後進切換スイッチ１３により設定さ
れた進行向き信号とを比較判断する向き判断手段を備え
ているとともに、予め設定された車速の所定値Ｖ１（き
わめて低速の所定車速である）に対応する信号と、前記
車速検出用回路１６から出力される車速信号とを比較す
る車速比較手段を備え、その車速比較手段で実際の車速
Ｖが前記所定値Ｖ１を越えたことが検出されると、前記
向き判断手段を起動する指令を発するように構成してい
る。この指令に基づいて向き判断手段は、フリップフロ
ップ回路１５のＱ出力端子からの出力信号と、前記前後
進切換スイッチ１３により設定された進行向き信号とを
比較して、平地又は下り坂で発進するときのように、そ
れらの信号が一致している場合、つまり実際に電動モー
タ３が回転するような走行がなされて前記フリップフロ
ップ回路１５のＱ出力端子からそのときの電動モータ３
の回転向きに対応した信号が出力され、車体の発進させ
る向きと一致している場合には、通常のスロースタート
での発進を行うように、電動モータ３を駆動制御する駆
動制御手段としての駆動制御回路１８へ通常の発進を行
わせる制御信号を出力する。一方、上り坂で発進すると
きのように、重力の影響により発進時に機体が一時的に
後退することにり、フリップフロップ回路１５のＱ出力
端子からの出力信号と、前記前後進切換スイッチ１３に
より設定された進行向き信号とを比較したときのそれら
の信号が不一致の場合、つまり後車輪４，４と連動した
電動モータ３が実際に逆転するような車体の後退がなさ
れて前記フリップフロップ回路１５のＱ出力端子からそ
のときの電動モータ３の回転向きに対応した信号が出力
され、車体の発進させる向きと相違している場合には、
通常のスロースタートよりも高い走行負荷、つまり上り
坂を進行するときの高い走行負荷に対処できるような高
出力で電動モータ３が駆動されるように発進を行わせる
制御信号を駆動制御回路１８に出力する。

【００１１】又、この駆動制御回路１８においては、前
記ポテンショメータ１１の検出信号も入力されるように
しており、アクセルレバー９の揺動操作量と対応した電
圧値のアナログ信号が入力される。そして、このポテン
ショメータ１１の検出信号を４段階の揺動量として段階
的に区分し、アクセルレバー９の揺動の原点位置に対応
する初期位置から一段階目の操作量範囲では時速２ｋ
ｍ、二段階目の操作量範囲では時速４ｋｍ、三段階目の
操作量範囲では時速６ｋｍ、四段階目の操作量範囲では
電動モータ３が発電制動されるように制御するようにし
ている。

【００１２】上記構成によると、図５のフローチャート
に示すように、後述するメインキースイッチ２１がオン
状態のとき、アクセルレバー９を共握り操作により揺動
操作することで、ポテンショメータ１１からの検出信号
が制御装置８に入力され（ステップ＃１）、この入力が
なされることによって、予め前進するか後進するか設定
された前後進切換スイッチ１３からの発進向き指令信号
が制御装置８に入力される（ステップ＃２）とともに、
ロータリエンコーダ１４からのＡ相、Ｂ相のパルス信号
がフリップフロップ回路１５及び車速検出用回路１６等
に入力される（ステップ＃３）。そして、この車速検出
用回路１６で検出された車速Ｖが予め設定された前記所
定値Ｖ１より大か否かを判断し（ステップ＃４）、車速
Ｖが所定値Ｖ１より大であれば、電動モータ３の実際の
回転向きが、前後進切換スイッチ１３で設定された進行
向きに対応した電動モータ３の回転向きと一致している
か否か判断させ（ステップ＃５）、不一致の場合は上り
坂での発進時であると判断して、電動モータ３の出力を
通常の発進時より大きくして、前後進切換スイッチ１３
で設定された進行向きの回転向きでかつ高負荷に対応で
きるように電動モータ３を駆動する（ステップ＃６）。
一方、車速Ｖが所定値Ｖ１以下である場合、並びに、ス
テップ＃５において前後進切換スイッチ１３で設定され
た進行向きに対応した電動モータ３の回転向きと一致し
ていることが判断された場合には、通常の平地での発進
を行う増速制御を行うように電動モータ３を増速させる
（ステップ＃７）。

【００１３】次に、操縦者が搭乗用座席６への搭乗を条
件としてアクセル操作等の走行用操作を可能にする手段
について簡単に説明する。図１に示すように、搭乗用座
席６の背もたれ部６Ａの前面側上端部には、受光素子１
９を配設するとともに、それより前方下方の車体フレー
ム５の操縦ハンドル１の支持箇所に発光素子２０を配設
している。そして、発光素子２０から発信した光信号を
受光素子１９が受光するように設定している。受光素子
１９の受光信号は、図６に示すように、前記制御装置８
に入力される。制御装置８では、この小型電動車のメイ
ンキースイッチ２１がオン操作されると、発光素子２０
より常時光信号を発光するようにし、この光信号の受光
により受光素子１９がオン状態となっているときは、操
縦者が搭乗用座席６に着座していないと判断し、そのと
きに、前記アクセルレバー９によるアクセル操作信号が
ポテンショメータ１１から出力されたとしても、電動モ
ータ３の駆動を行わないようにしている。そして、この
制御装置８は、操縦者が搭乗用座席６に着座することに
より前記光信号が遮られ受光素子１９で受光しなくなる
ことでオフ信号が出力されると、前記ポテンショメータ
１１からの信号に基づく電動モータ３の駆動を行えるよ
うに制御状態を切り換えるようにしている。尚、電動カ
ートを手押ししていく際に、受光素子１９が受光できな
いように背もたれ部６Ａの上部を一方の手で持ちなが
ら、他方の手でアクセルレバー９を共握り操作すること
で適宜機体を進行させることが可能である。

【００１４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】小型電動車を示す全体側面図

【図２】アクセル操作の初期状態（イ）とアクセル操作
のほぼ最大操作状態（ロ）とを示す側面図

【図３】操縦ハンドルを示す平面図

【図４】要部を示すブロック図

【図５】発進時の制御のフローチャート

【図６】搭乗者の座席への着座検出する手段を示す回路
図

【符号の説明】

３ 電動モータ １３ 発進向き指令手段 １４ 回転向き検出手段 １５ 回転向き維持手段 １７ 判断手段 １８ 駆動制御手段 Ｓ 回転速度検出手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の電動モータ（３）の回転向きを
   検出する回転向き検出手段（１４）と、前記電動モータ
   （３）の回転速度を検出する回転速度検出手段（Ｓ）
   と、前進又は後進の発進指令を発する発進向き指令手段
   （１３）とを設けるとともに、前記回転向き検出手段
   （１４）からの回転向き情報をその回転向き情報が反転
   するまで維持しておく回転向き維持手段（１５）を備
   え、該回転向き維持手段（１５）に維持された回転向き
   情報と、前記発進向きに対応した前記電動モータ（３）
   の回転向きとの比較を、前記回転速度検出手段（Ｓ）で
   の検出回転速度が所定値以上又は所定値より大になるま
   で行わないように構成した判断手段（１７）を備え、か
   つ、該判断手段（１７）により発進指令と、前記電動モ
   ータ（３）の実際の回転向きとが一致していると判断さ
   れるときには通常の発進制御を行い、前記判断手段（１
   ７）により発進向きと前記電動モータ（３）の回転向き
   とが不一致であると判断されるときには通常の発進より
   も高出力で前記電動モータ（３）を駆動する発進制御を
   行うように、前記電動モータ（３）を駆動制御する駆動
   制御手段（１８）を設けてある小型電動車の走行制御構
   造。