JP3735040B2 - 電動車の速度制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気ゴルフカー等の電動車に使用され、電動車の速度制御を行う電動車の速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気ゴルフカー等の電動車に用いる速度制御装置おいては、アクセルペダルの踏み込み量に応じた設定速度を設定し、設定速度に向けて徐々に変化する指令速度と電動車の検出速度が一致するように駆動源である電動機への通電を調整して走行速度を制御している。また、電動車にはブレーキペダルが設けてあり、ブレーキペダルを操作する（踏み込む）と、ワイヤ等を介してブレーキペダルに連結されているドラムブレーキが駆動されて車輪に制動力がはたらき、電動車を減速あるいは停止させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の速度制御装置においては、指令速度を低下する減速時には電動機の回生制動を利用して駆動輪に電気的制動力をかけている。このように回生制動による電気的制動力と、上記ドラムブレーキによる機械的制動力とを合わせた制動力が車輪にはたらくため、指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回る場合がある。このような場合、従来の速度制御装置では検出速度を指令速度に一致させようとして電動機への通電を増加し、電動車を加速させてしまう虞がある。このように運転者がフットブレーキを踏み込んで減速させようとしているにもかかわらず、従来の速度制御装置では電動機を加速側に制御してしまい、ドラムブレーキに過度の負荷がかかったり、制動距離が伸びてしまうなどの不具合が生じる。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電動車に対して機械的制動がかけられている場合に電動機を加速側に制御するのを防止した電動車の速度制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、電動機を駆動源とし、運転者のアクセル操作に応じて加速するとともに運転者のブレーキ操作に応じて車輪に機械的制動をかける電動車に用いられ、電動機への通電を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御装置において、運転者によるアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、運転者によるブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセル操作検出手段並びにブレーキ操作検出手段の検出結果に応じて電動車の走行速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略一致させるまでの間における電動車の走行速度を指令する指令速度を演算する指令速度演算手段と、速度検出手段による検出速度を指令速度に略一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段とを備え、指令速度演算手段は、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることを特徴とし、運転者のブレーキ操作により電動車に対して機械的制動がかけられて指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回った場合においても、指令速度演算手段が指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることで電動機を加速側に制御するのを防止することができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、演算手段は、電動機への通電電流が上限を超えないように演算値を求めるとともに、指令速度が徐々に低下する減速時には減速時以外の場合に対して通電電流の上限を低下させることを特徴とし、通電電流の上限を低下させることにより、減速時における電気的制動力を弱めて急激な制動がかかって運転者に不快感を与えるのを防ぐことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
まず、本実施形態の速度制御装置を備えた電動車の全体構成を図２に基づいて概説する。なお、図２は電動車の構成を示すブロック図である。
【０００８】
本実施形態における電動車は、例えばゴルフ場において使用される電気ゴルフカーとして利用されるものであって、所定の誘導経路に沿う自動走行と乗員の手動操作による手動走行が可能である。この電動車には駆動源としての直流電動機（以下、「メインモータ」という）１並びにメインモータ１の電源としてメインバッテリ２が搭載されており、メインモータ１から供給される駆動力を駆動輪である後輪３ａ，３ｂに伝達するためのトランスミッション４、操舵輪である前輪３ｃ，３ｄを操舵するためのハンドル５、本発明に係る速度制御装置を構成するコントローラ１１、車速を変えるためのアクセルペダル７、車両に機械的制動力を加えるためのブレーキペダル８とドラムブレーキ９、車両の前後進を切り換えるためのシフトレバー１０、コントローラ１１やメインモータ１以外の各種モータ等に電源を供給する補機バッテリ６、外部電源によりメインバッテリ２並びに補機バッテリ６を充電する充電器２８とが設けられている。
【０００９】
また、電動車には、自動走行のためのステアリングモータ１３、ブレーキモータ１６、電磁ブレーキ１８の他、誘導線センサ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、定点センサ２０、左右のバンパスイッチ２１、追突防止センサ受信機２２ａ並びに追突防止センサ送信機２２ｂ、左右の障害物センサ２３等の各種センサ群、自動制動と手動制動を切り換えるための切換機構２４、リモコン送信器２５からの信号を受信してコントローラ１１に入力するためのリモコン受信器２６、追突防止センサ受信機２２ａ並びに追突防止センサ送信機２２ｂを駆動制御して追突防止信号をコントローラ１１に入力する追突防止コントローラ２７等が設けられている。
【００１０】
コントローラ１１はＣＰＵやメモリ、入出力のインタフェース等で構成される制御部４８を有し、制御部４８にて所定の制御プログラムを実行することで後述する速度制御を行う。また、コントローラ１１はステアリングドライバ１２を備え、このステアリングドライバ１２は、自動走行時にコントローラ１１から出力される操舵指示信号に応じた駆動電流をステアリングモータ１３に供給するものであって、ステアリングモータ１３の回転はギヤ２９，３０を介してステアリング軸３１に伝達され、ステアリング軸３１が回動することによって所望のステアリング操作がなされる。なお、自動走行時には、コントローラ１１からの信号によってクラッチモータリレー３２ａを介してクラッチモータ３２ｂが駆動されてステアリングクラッチ３２がオフされ、ハンドル５はステアリング軸３１から切り離されて手動によるステアリング操作が不能となる。
【００１１】
また、コントローラ１１にはアクセルペダル７の操作をアクセルスイッチ３４によって検知した検知信号と、アクセルペダル７の踏み込み度合をアクセルポテンショメータ３５によって検出した検出信号がそれぞれ入力される。
【００１２】
さらに、コントローラ１１はブレーキモータ出力部１５を備えており、自動走行時にコントローラ１１から出力されるブレーキモータ指令電流に応じた駆動電流をブレーキモータ出力部１５からブレーキモータ１６に供給させ、ブレーキモータ１６によりギヤ３７及び切換機構２４を介して後輪３ａ，３ｂ及び前輪３ｃ，３ｄの各々に設けられたドラムブレーキ９を駆動して車両に機械的制動力を加える。そして、自動走行時においても、ブレーキペダル８は切換機構２４を介してドラムブレーキ９に接続されており、ブレーキペダル８の踏み込み操作による制動も可能である。但し、ブレーキペダル８の踏み込み操作はブレーキスイッチ３８によって検出され、その検出信号はコントローラ１１に入力される。
【００１３】
電磁ブレーキ１８は、コントローラ１１によってオン／オフ制御され、メインモータ１の回転をトランスミッション４に伝達する回動軸（図示せず）にスプライン嵌合されたディスク１８ａと、回動軸と非接触で、かつディスク１８ａに対向するようトランスミッション４の外壁等に固定された固定盤１８ｂとで構成されている。ディスク１８ａは、回動軸にスプライン嵌合されていることから、回動軸と一体となって回転する一方、回動軸の軸方向に移動可能となっている。また、固定盤１８ｂは、ディスク１８ａを吸引する磁界を発生する永久磁石と、この永久磁石の磁界を打ち消すようコントローラ１１によって励磁される電磁石とで構成されている。すなわち、この電磁ブレーキ１８は、走行中において電磁石に対する励磁がオンとされ、この磁界によって永久磁石の磁界が打ち消されることによりディスク１８ａに対する吸引力が無くなり、結果的に回動軸に対し制動がかからない状態（開放状態）となる。一方、電磁石に対する励磁がオフとされると、ディスク１８ａが永久磁石の磁力によって固定盤１８ｂに吸着され、回動軸に対し制動がかかる状態（ロック状態）となる。
【００１４】
誘導線センサ１９ａ〜１９ｃは、車両の前端部に水平方向に回動自在に取り付けられたＴ字状アーム３９の中央と左右に地面と対向するように配置され、ゴルフ場のコースに沿って埋設され且つ交流電圧が印加された誘導線（図示せず）を磁気的に検出し、誘導線との距離に応じた検出信号を誘導線センサ用アンプ１４で増幅してコントローラ１１の制御部４８に入力する。すなわち、コントローラ１１の制御部４８は誘導線センサ１９ａ〜１９ｃからの検出信号に基づいて車両位置の誘導線からの偏差量を算出し、この偏差量を「０」とするような操舵指示信号をステアリングドライバ１２に対して出力することによって車両を誘導線に沿って自動走行させる。
【００１５】
また、定点センサ２０は、地面と対向するよう車両の所定位置に取り付けられており、ゴルフ場のコース等に所定間隔を置いて埋設された複数の永久磁石からなる定点を磁気的に検出し、その並びのパターンに対応した検出信号を定点センサ用アンプ１７で増幅してコントローラ１１の制御部４８に対して出力することによって車両の停止／発進、加速等の速度制御を行うための情報をコントローラ１１に提供するものである。
【００１６】
追突防止センサ受信機２２ａは車両の前端部に設けられており、前方を走行する電動車の追突防止センサ送信機２２ｂから送信される電波を受信する。追突防止コントローラ２７では追突防止センサ受信機２２ａで受信した電波の強度に応じた検出信号をコントローラ１１へ出力する。コントローラ１１は、この追突防止コントローラ２７からの検出信号に基づき、前方車両との距離が所定の設定値以下であるか否かを判断し、設定値以下であると判断した場合には、追突を防止すべく車両を停止させる。
【００１７】
障害物センサ２３は、車両の前端部の左右２箇所にそれぞれ設けられた光反射型の赤外線センサであり、車両前方に存在する障害物（人、動物等の生物を含む）との距離に応じた検出信号を出力する（但し、この検出信号のレベルは障害物との距離が短くなるにつれて大きくなる）。コントローラ１１は、各々の障害物センサ２３の出力をそれぞれ第１及び第２の設定値と比較し、何れか一方のセンサ出力（障害物との距離）が第１の設定値以上である場合には車両を減速させ、第１の設定値よりさらに大きい第２の設定値以上である場合には車両を停止させる。これにより、障害物との接触が回避される。
【００１８】
バンパスイッチ２１は、フロントバンパと車両本体との隙間の左右２箇所に設けられ、通常時はオフ状態となっているが、フロントバンパが何らかの障害物によって押圧されるとオン状態になる。コントローラ１１は何れかのバンパスイッチ２１がオン状態になると車両を停止させる。
【００１９】
その他、車両の走行状態を検出するセンサ群として、トランスミッション４には車速を検出するためのエンコーダからなる２つの車速センサ４１，４２、ギヤ３７にはドラムブレーキ９及び制動力伝達経路を含むブレーキ系のストロークが大きくなったためにブレーキモータ１６の回転角が一定の限界値を超えたか否かを検出するブレーキリミットスイッチ４４がそれぞれ設けられており、これらの検出信号はコントローラ１１に入力される。なお、車速センサ４１，４２を２つ設けているのは、一方の車速センサが故障した場合でも速度制御を可能として車両を安全に停止させるためと、２つの車速センサ４１，４２の出力に位相差を持たせてその位相差によりメインモータ１の回転方向、すなわち車両の進行方向（前進と後進）を検出するためである。
【００２０】
また、シフトレバー１０の近傍には、シフトレバー１０の操作位置（前進位置及び後進位置）を検出する前進検出スイッチ４５と後進検出スイッチ４６が設けられるとともに、後進時に警報を発するための警報ブザー４７が設けられており、前進検出スイッチ４５並びに後進検出スイッチ４６の検出信号がコントローラ１１に入力されている。
【００２１】
ところで、運転席の近傍には操作盤４０が設置されており、この操作盤４０には、メインバッテリ２からメインモータ１への給電経路に挿入されたメインリレー３６をオン／オフするためのメインスイッチ４０ａの他、手動走行と自動走行の切換を指示する自動／手動切換スイッチ４０ｂ、発進と停止を指示する発進／停止スイッチ４０ｃ等の各種スイッチ、警告表示等を行う警告灯４０ｄや走行状態等の各種情報が表示される表示灯４０ｅ並びにメインバッテリ２の残容量を表示する残量計４０ｆが設けられている。而して、操作盤４０の自動／手動切換スイッチ４０ｂにて自動走行が選択されると、コントローラ１１は車両の走行モードを手動走行から自動走行に切り換え、後述するような自動走行のための制御を行う。
【００２２】
また、リモコン送信器２５は操作盤４０の発進／停止スイッチ４０ｃと同様の機能を有しており、リモコン送信器２５から無線信号で送信される発進／停止の指示をリモコン受信器２６で受信してコントローラ１１に送ることにより、電動車の遠隔操作が可能となっている。
【００２３】
さらに、車両故障やメインバッテリ２の残容量不足等によって車両が自力走行不能となった場合のために牽引スイッチ４９が設けてある。すなわち、この牽引スイッチ４９をオンするとコントローラ１１により電磁ブレーキ１８に通電されて開放状態となり、他の電動車等によって牽引が可能になる。
【００２４】
次に、本実施形態における電動車の動作を概略的に説明する。まず、メインスイッチ４０ａがオンされると、コントローラ１１の制御部４８が所定の制御プログラムを実行し、自動／手動切換スイッチ４０ｂが「自動走行」と「手動走行」の何れに切り換えられているかを判断する。仮に自動／手動切換スイッチ４０ｂが自動走行に切り換えられているとすると、制御部４８は自動走行用のルーチンを実行して、以下の自動走行制御を行う。
【００２５】
制御部４８はシフトレバー１０が前進位置に操作されているか否か、すなわち、前進スイッチ４５からオン状態を示す検出信号が入力されているか否かを判断し、前進スイッチ４５がオン状態でなければ車両の停止状態を維持し、前進スイッチ４５がオン状態であれば、操作盤４０あるいはリモコン送信器２５から発進指示があったか否かを判断する。ここで、操作盤４０の発進／停止スイッチ４０ｃあるいはリモコン送信器２５の発進／停止スイッチ（図示せず）が操作されて発進指示がなされると、制御部４８がクラッチモータリレー３２ａをオン，オフし、ステアリングクラッチ３２がオフする位置にクラッチモータ３２ｂを停止することによって、ハンドル５をステアリング軸３１から切り離す。これにより、ハンドル５の操作による手動操舵が不能になるとともに、自動操舵に伴うハンドル４の回動が防止される。
【００２６】
そして、制御部４８はメインリレー３６をオンしてメインバッテリ２からの給電経路を閉成するとともに、メインモータ１の界磁巻線及び電機子巻線（図示せず）に電圧を印加するメインモータ出力部５０を制御してメインモータ１を起動する。メインモータ１の起動後、制御部４８が電磁ブレーキ１８に通電して開放状態とすることで駆動輪（後輪３ａ，３ｂ）が回動して車両が前方へ走行する。走行開始後は、制御部４８が車速センサ４２の車速検出値等の各種センサ出力に基づいてメインモータ出力部５０、ブレーキモータ出力部１５並びに電磁ブレーキ１８を制御し、車両の速度制御を行う。同時に、制御部４８では誘導線センサ１９ａ〜１９ｃからの検出信号に基づいて車両位置の誘導線からの偏差量を算出し、この偏差量を「０」とするような操舵指示信号をステアリングドライバ１２に対して出力し、ステアリングドライバ１２を介してステアリングモータ１３を駆動することで操舵制御を行う。このような速度制御と操舵制御により自動走行が行われる。
【００２７】
一方、自動／手動切換スイッチ４０ｂが手動走行に切り換えられている場合、制御部４８が手動走行用のルーチンを実行し、クラッチモータリレー３２ａをオン，オフし、ステアリングクラッチ３２がオンする位置でクラッチモータ３２ｂを停止することによって、ハンドル５がステアリング軸３１と接続されてハンドル５の操作による手動操舵が可能になる。そして、アクセルスイッチ３４並びにアクセルポテンショメータ３５によって検出されるアクセルペダル７の踏み込み量に応じて、制御部４８がメインモータ１への通電を制御して車両の速度制御を行う。なお、手動走行中にアクセルペダル７から足を離す、すなわちアクセルペダル７の踏み込み量をゼロにすれば、メインモータ１に回生電流が流れて制動（回生制動）がかかる。
【００２８】
次に本発明に係る速度制御装置、すなわちコントローラ１１の操舵制御並びに自動走行時の速度制御を除く手動走行時の速度制御に関わる部分について、さらに詳しく説明する。図１は本実施形態の速度制御装置（コントローラ１１の手動走行時の速度制御に関わる部分）の概略構成を示すブロック図である。なお、図１に示す入力処理部６０、指令速度演算部６１、速度制御処理部６２、電流制御処理部６３の各部は、制御部４８のＣＰＵにて制御プログラムを実行することで実現される。
【００２９】
入力処理部６０では、アクセルペダル７の操作をアクセルスイッチ３４によって検知した検知信号、アクセルペダル７の踏み込み度合をアクセルポテンショメータ３５によって検出した検出信号等の信号処理を行い、これらの信号に応じて車両の設定速度を決定する。ここで、手動走行時にはアクセルポテンショメータ３５の検出信号、すなわちアクセルペダル７の踏み込み度合に応じて設定速度が決まり、検出信号に応じた設定速度の値が予め制御部４８のメモリに格納されている。入力処理部６０ではアクセルポテンショメータ３５からの検出信号に応じた設定速度をメモリから読み出して指令速度演算部６１に出力する。また、入力処理部６０は、ブレーキペダル８の操作をフットブレーキスイッチ３８で検出した検出信号を指令速度演算部６１及び速度制御処理部６２に出力している。
【００３０】
指令速度演算部６１は、入力処理部６０から与えられる設定速度に基づいて車両の実際の走行速度を決める指令速度を演算するものであって、例えば、停止又は一定速度で走行中に設定速度が現在の値よりも高い値（あるいは低い値）に変更された場合、現在の設定速度から変更後の設定速度に徐々に且つ滑らかに加速（あるいは減速）するように指令速度を変化させる。
【００３１】
速度制御処理部６２は、指令速度演算部６１から与えられる指令速度と車速センサ４１，４２の検出信号（検出速度）とを一致させるためにメインモータ１に流す必要がある電流値を演算し、この電流値に応じたメインモータ指令電流を電流制御処理部６３に出力する。ここで、メインモータ１に流すことのできる電流には直流電動機の仕様に応じた上限が存在し、本実施形態の場合にはその上限が約２５０Ａに設定されているため、速度制御処理部６２では指令速度と車速センサ４１，４２を一致させるために必要な電流値がこの上限（約２５０Ａ）を超えない範囲でメインモータ指令電流を決定する。
【００３２】
電流制御処理部６３は、速度制御処理部６２から与えられるメインモータ指令電流と電流検出部５１で検出されるメインモータ１の電流（検出電流）とを一致させるために必要となるメインモータ１への印加電圧を演算し、この印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部５０に出力する。ここで、本実施形態においてはメインモータ１として直流分巻電動機を用いているが、直流分巻電動機では一般に回転速度と電機子電圧とが比例し且つ回転速度と界磁電流とが反比例することから、電機子電圧（電機子電流）及び界磁電流を調整することでメインモータ１の回転速度を制御することができる。すなわち、電機子電流を増大するとともに界磁電流を減少させることでメインモータ１の回転数を上昇させて車両を加速し、電機子電流を減少するとともに界磁電流を増大させることでメインモータ１の回転数を下降させて車両を減速する、つまり電気的制動（回生制動）をかけることができる。但し、直流分巻電動機ではトルクが電機子電流と磁束（界磁電流）の相乗積に比例するため、登板時のように速度をできるだけ落とさずに大きなトルクを得たい場合には、電機子電流と界磁電流の両方を増大させる必要がある。
【００３３】
而して、速度制御処理部６２からは指令速度と検出速度を一致させるためにメインモータ１の電機子巻線及び界磁巻線（何れも図示せず）にそれぞれ流す必要がある電機子電流及び界磁電流の指令値がメインモータ指令電流として出力されており、電流制御処理部６３では、電流検出部５１で各々検出される電機子電流の検出値及び界磁電流の検出値とメインモータ指令電流の電機子電流及び界磁電流の各指令値とを一致させるために必要となる電機子巻線への印加電圧及び界磁巻線への印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部５０に出力する。メインモータ出力部５０は、メインバッテリ２からメインモータ１の電機子巻線及び界磁巻線への印加電圧を電流制御処理部６３から与えられる指令電圧に応じて調整する。
【００３４】
次に、図３のフローチャートを参照して手動走行時の制御部４８の処理動作を説明する。
【００３５】
まず、指令速度演算部６１では、入力処理部６０から与えられる設定速度と現在の指令速度が一致するか否かを判断し（ステップ１）、一致する場合にはメインモータ１に流す電流の上限を約２５０Ａに設定する（ステップ４）。そして、速度制御処理部６２が指令速度と検出速度とを一致させるためのメインモータ指令電流を演算して電流制御処理部６３に出力する。電流制御処理部６３では与えられたメインモータ指令電流と電流検出部５１で検出される検出電流とを一致させるために必要となるメインモータ１への印加電圧を演算し、この印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部５０に出力する（ステップ１０）。
【００３６】
一方、設定速度と現在の指令速度が一致しない場合、指令速度演算部６１ではさらに設定速度が現在の指令速度を上回っているか否かを判断し（ステップ２）、上回っている（設定速度が現在の指令速度よりも大きい）、すなわち、運転者によるアクセルペダル７の踏み込み量が増やされた場合、現在の指令速度からそれよりも大きい設定速度に達するまで徐々に指令速度を増加させ（ステップ３）、ステップ４及びステップ１０の処理を実行する。
【００３７】
これに対して設定速度が現在の指令速度を上回っていない（設定速度が現在の指令速度よりも小さい）、すなわち、運転者によるアクセルペダル７の踏み込み量が減らされた場合、現在の指令速度からそれよりも小さい設定速度に達するまで徐々に指令速度を減少させる（ステップ５）。そして、速度制御処理部６２では、運転者がブレーキペダル８を操作しているか否かを入力処理部６０より入力されるフットブレーキスイッチ３８の検出信号から判断し（ステップ６）、ブレーキペダル８が操作されていない場合にはメインモータ１に流す電流の上限を約２５０Ａからそれよりも低い値（例えば、５０Ａ）に設定し（ステップ９）、ステップ１０の処理を実行する。また、ブレーキペダル８が操作されている場合、速度制御処理部６２ではさらに指令速度が検出速度を上回っているか否かを判断し（ステップ７）、上回っていない場合にはステップ９及びステップ１０の処理を実行する。
【００３８】
一方、指令速度が検出速度を上回っている場合、速度制御処理部６２は指令速度を低下させて検出速度に一致させ（ステップ８）、その後、ステップ９及びステップ１０の処理を実行する。このとき、指令速度と検出速度が一致しているのであるから、速度制御処理部６２から出力されるメインモータ指令電流が増加することはなく、メインモータ１を加速側に制御することがない。
【００３９】
このように、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段たるフットブレーキスイッチ３８により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば、指令速度演算手段たる指令速度演算部６１が指令速度を検出速度を超えない値（例えば、検出速度と同じ値）まで低下させることによって、指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回った場合においても、指令速度演算部６１が指令速度を検出速度まで低下させることでメインモータ１を加速側に制御するのを防止することができる。
【００４０】
また、演算手段たる速度制御処理部６２では、指令速度が徐々に低下する減速時に、減速時以外の場合に対して通電電流の上限を２５０Ａから５０Ａに低下させることにより、減速時における電気的制動力（メインモータ１の回生制動）を弱めている。すなわち、減速時に大きな電気的制動力がはたらくと急激な制動がかかって運転者に不快感を与えることになるため、通電電流の上限を低下させて減速時の電気的制動力を弱めることでこれを防いでいる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、電動機を駆動源とし、運転者のアクセル操作に応じて加速するとともに運転者のブレーキ操作に応じて車輪に機械的制動をかける電動車に用いられ、電動機への通電を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御装置において、運転者によるアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、運転者によるブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセル操作検出手段並びにブレーキ操作検出手段の検出結果に応じて電動車の走行速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略一致させるまでの間における電動車の走行速度を指令する指令速度を演算する指令速度演算手段と、速度検出手段による検出速度を指令速度に略一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段とを備え、指令速度演算手段は、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば指令速度を検出速度を超えない値まで低下させるので、運転者のブレーキ操作により電動車に対して機械的制動がかけられて指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回った場合においても、指令速度演算手段が指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることで電動機を加速側に制御するのを防止することができるという効果がある。
【００４２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、演算手段は、電動機への通電電流が上限を超えないように演算値を求めるとともに、指令速度が徐々に低下する減速時には減速時以外の場合に対して通電電流の上限を低下させるので、通電電流の上限を低下させることにより、減速時における電気的制動力を弱めて急激な制動がかかって運転者に不快感を与えるのを防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同上を用いた電動車の構成を示すブロック図である。
【図３】同上の動作説明用のフローチャートである。
【符号の説明】
１ メインモータ
１１ コントローラ
４０ 操作盤
４１ 車速センサ
４２ 車速センサ
４８ 制御部
５０ メインモータ出力部
５１ 電流検出部
６０ 入力処理部
６１ 指令速度演算部
６２ 速度制御処理部
６３ 電流制御処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気ゴルフカー等の電動車に使用され、電動車の速度制御を行う電動車の速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気ゴルフカー等の電動車に用いる速度制御装置おいては、アクセルペダルの踏み込み量に応じた設定速度を設定し、設定速度に向けて徐々に変化する指令速度と電動車の検出速度が一致するように駆動源である電動機への通電を調整して走行速度を制御している。また、電動車にはブレーキペダルが設けてあり、ブレーキペダルを操作する（踏み込む）と、ワイヤ等を介してブレーキペダルに連結されているドラムブレーキが駆動されて車輪に制動力がはたらき、電動車を減速あるいは停止させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の速度制御装置においては、指令速度を低下する減速時には電動機の回生制動を利用して駆動輪に電気的制動力をかけている。このように回生制動による電気的制動力と、上記ドラムブレーキによる機械的制動力とを合わせた制動力が車輪にはたらくため、指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回る場合がある。このような場合、従来の速度制御装置では検出速度を指令速度に一致させようとして電動機への通電を増加し、電動車を加速させてしまう虞がある。このように運転者がフットブレーキを踏み込んで減速させようとしているにもかかわらず、従来の速度制御装置では電動機を加速側に制御してしまい、ドラムブレーキに過度の負荷がかかったり、制動距離が伸びてしまうなどの不具合が生じる。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電動車に対して機械的制動がかけられている場合に電動機を加速側に制御するのを防止した電動車の速度制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、電動機を駆動源とし、運転者のアクセル操作に応じて加速するとともに運転者のブレーキ操作に応じて車輪に機械的制動をかける電動車に用いられ、電動機への通電を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御装置において、運転者によるアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、運転者によるブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセル操作検出手段並びにブレーキ操作検出手段の検出結果に応じて電動車の走行速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略一致させるまでの間における電動車の走行速度を指令する指令速度を演算する指令速度演算手段と、速度検出手段による検出速度を指令速度に略一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段とを備え、指令速度演算手段は、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることを特徴とし、運転者のブレーキ操作により電動車に対して機械的制動がかけられて指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回った場合においても、指令速度演算手段が指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることで電動機を加速側に制御するのを防止することができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、演算手段は、電動機への通電電流が上限を超えないように演算値を求めるとともに、指令速度が徐々に低下する減速時には減速時以外の場合に対して通電電流の上限を低下させることを特徴とし、通電電流の上限を低下させることにより、減速時における電気的制動力を弱めて急激な制動がかかって運転者に不快感を与えるのを防ぐことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
まず、本実施形態の速度制御装置を備えた電動車の全体構成を図２に基づいて概説する。なお、図２は電動車の構成を示すブロック図である。
【０００８】
本実施形態における電動車は、例えばゴルフ場において使用される電気ゴルフカーとして利用されるものであって、所定の誘導経路に沿う自動走行と乗員の手動操作による手動走行が可能である。この電動車には駆動源としての直流電動機（以下、「メインモータ」という）１並びにメインモータ１の電源としてメインバッテリ２が搭載されており、メインモータ１から供給される駆動力を駆動輪である後輪３ａ，３ｂに伝達するためのトランスミッション４、操舵輪である前輪３ｃ，３ｄを操舵するためのハンドル５、本発明に係る速度制御装置を構成するコントローラ１１、車速を変えるためのアクセルペダル７、車両に機械的制動力を加えるためのブレーキペダル８とドラムブレーキ９、車両の前後進を切り換えるためのシフトレバー１０、コントローラ１１やメインモータ１以外の各種モータ等に電源を供給する補機バッテリ６、外部電源によりメインバッテリ２並びに補機バッテリ６を充電する充電器２８とが設けられている。
【０００９】
また、電動車には、自動走行のためのステアリングモータ１３、ブレーキモータ１６、電磁ブレーキ１８の他、誘導線センサ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、定点センサ２０、左右のバンパスイッチ２１、追突防止センサ受信機２２ａ並びに追突防止センサ送信機２２ｂ、左右の障害物センサ２３等の各種センサ群、自動制動と手動制動を切り換えるための切換機構２４、リモコン送信器２５からの信号を受信してコントローラ１１に入力するためのリモコン受信器２６、追突防止センサ受信機２２ａ並びに追突防止センサ送信機２２ｂを駆動制御して追突防止信号をコントローラ１１に入力する追突防止コントローラ２７等が設けられている。
【００１０】
コントローラ１１はＣＰＵやメモリ、入出力のインタフェース等で構成される制御部４８を有し、制御部４８にて所定の制御プログラムを実行することで後述する速度制御を行う。また、コントローラ１１はステアリングドライバ１２を備え、このステアリングドライバ１２は、自動走行時にコントローラ１１から出力される操舵指示信号に応じた駆動電流をステアリングモータ１３に供給するものであって、ステアリングモータ１３の回転はギヤ２９，３０を介してステアリング軸３１に伝達され、ステアリング軸３１が回動することによって所望のステアリング操作がなされる。なお、自動走行時には、コントローラ１１からの信号によってクラッチモータリレー３２ａを介してクラッチモータ３２ｂが駆動されてステアリングクラッチ３２がオフされ、ハンドル５はステアリング軸３１から切り離されて手動によるステアリング操作が不能となる。
【００１１】
また、コントローラ１１にはアクセルペダル７の操作をアクセルスイッチ３４によって検知した検知信号と、アクセルペダル７の踏み込み度合をアクセルポテンショメータ３５によって検出した検出信号がそれぞれ入力される。
【００１２】
さらに、コントローラ１１はブレーキモータ出力部１５を備えており、自動走行時にコントローラ１１から出力されるブレーキモータ指令電流に応じた駆動電流をブレーキモータ出力部１５からブレーキモータ１６に供給させ、ブレーキモータ１６によりギヤ３７及び切換機構２４を介して後輪３ａ，３ｂ及び前輪３ｃ，３ｄの各々に設けられたドラムブレーキ９を駆動して車両に機械的制動力を加える。そして、自動走行時においても、ブレーキペダル８は切換機構２４を介してドラムブレーキ９に接続されており、ブレーキペダル８の踏み込み操作による制動も可能である。但し、ブレーキペダル８の踏み込み操作はブレーキスイッチ３８によって検出され、その検出信号はコントローラ１１に入力される。
【００１３】
電磁ブレーキ１８は、コントローラ１１によってオン／オフ制御され、メインモータ１の回転をトランスミッション４に伝達する回動軸（図示せず）にスプライン嵌合されたディスク１８ａと、回動軸と非接触で、かつディスク１８ａに対向するようトランスミッション４の外壁等に固定された固定盤１８ｂとで構成されている。ディスク１８ａは、回動軸にスプライン嵌合されていることから、回動軸と一体となって回転する一方、回動軸の軸方向に移動可能となっている。また、固定盤１８ｂは、ディスク１８ａを吸引する磁界を発生する永久磁石と、この永久磁石の磁界を打ち消すようコントローラ１１によって励磁される電磁石とで構成されている。すなわち、この電磁ブレーキ１８は、走行中において電磁石に対する励磁がオンとされ、この磁界によって永久磁石の磁界が打ち消されることによりディスク１８ａに対する吸引力が無くなり、結果的に回動軸に対し制動がかからない状態（開放状態）となる。一方、電磁石に対する励磁がオフとされると、ディスク１８ａが永久磁石の磁力によって固定盤１８ｂに吸着され、回動軸に対し制動がかかる状態（ロック状態）となる。
【００１４】
誘導線センサ１９ａ〜１９ｃは、車両の前端部に水平方向に回動自在に取り付けられたＴ字状アーム３９の中央と左右に地面と対向するように配置され、ゴルフ場のコースに沿って埋設され且つ交流電圧が印加された誘導線（図示せず）を磁気的に検出し、誘導線との距離に応じた検出信号を誘導線センサ用アンプ１４で増幅してコントローラ１１の制御部４８に入力する。すなわち、コントローラ１１の制御部４８は誘導線センサ１９ａ〜１９ｃからの検出信号に基づいて車両位置の誘導線からの偏差量を算出し、この偏差量を「０」とするような操舵指示信号をステアリングドライバ１２に対して出力することによって車両を誘導線に沿って自動走行させる。
【００１５】
また、定点センサ２０は、地面と対向するよう車両の所定位置に取り付けられており、ゴルフ場のコース等に所定間隔を置いて埋設された複数の永久磁石からなる定点を磁気的に検出し、その並びのパターンに対応した検出信号を定点センサ用アンプ１７で増幅してコントローラ１１の制御部４８に対して出力することによって車両の停止／発進、加速等の速度制御を行うための情報をコントローラ１１に提供するものである。
【００１６】
追突防止センサ受信機２２ａは車両の前端部に設けられており、前方を走行する電動車の追突防止センサ送信機２２ｂから送信される電波を受信する。追突防止コントローラ２７では追突防止センサ受信機２２ａで受信した電波の強度に応じた検出信号をコントローラ１１へ出力する。コントローラ１１は、この追突防止コントローラ２７からの検出信号に基づき、前方車両との距離が所定の設定値以下であるか否かを判断し、設定値以下であると判断した場合には、追突を防止すべく車両を停止させる。
【００１７】
障害物センサ２３は、車両の前端部の左右２箇所にそれぞれ設けられた光反射型の赤外線センサであり、車両前方に存在する障害物（人、動物等の生物を含む）との距離に応じた検出信号を出力する（但し、この検出信号のレベルは障害物との距離が短くなるにつれて大きくなる）。コントローラ１１は、各々の障害物センサ２３の出力をそれぞれ第１及び第２の設定値と比較し、何れか一方のセンサ出力（障害物との距離）が第１の設定値以上である場合には車両を減速させ、第１の設定値よりさらに大きい第２の設定値以上である場合には車両を停止させる。これにより、障害物との接触が回避される。
【００１８】
バンパスイッチ２１は、フロントバンパと車両本体との隙間の左右２箇所に設けられ、通常時はオフ状態となっているが、フロントバンパが何らかの障害物によって押圧されるとオン状態になる。コントローラ１１は何れかのバンパスイッチ２１がオン状態になると車両を停止させる。
【００１９】
その他、車両の走行状態を検出するセンサ群として、トランスミッション４には車速を検出するためのエンコーダからなる２つの車速センサ４１，４２、ギヤ３７にはドラムブレーキ９及び制動力伝達経路を含むブレーキ系のストロークが大きくなったためにブレーキモータ１６の回転角が一定の限界値を超えたか否かを検出するブレーキリミットスイッチ４４がそれぞれ設けられており、これらの検出信号はコントローラ１１に入力される。なお、車速センサ４１，４２を２つ設けているのは、一方の車速センサが故障した場合でも速度制御を可能として車両を安全に停止させるためと、２つの車速センサ４１，４２の出力に位相差を持たせてその位相差によりメインモータ１の回転方向、すなわち車両の進行方向（前進と後進）を検出するためである。
【００２０】
また、シフトレバー１０の近傍には、シフトレバー１０の操作位置（前進位置及び後進位置）を検出する前進検出スイッチ４５と後進検出スイッチ４６が設けられるとともに、後進時に警報を発するための警報ブザー４７が設けられており、前進検出スイッチ４５並びに後進検出スイッチ４６の検出信号がコントローラ１１に入力されている。
【００２１】
ところで、運転席の近傍には操作盤４０が設置されており、この操作盤４０には、メインバッテリ２からメインモータ１への給電経路に挿入されたメインリレー３６をオン／オフするためのメインスイッチ４０ａの他、手動走行と自動走行の切換を指示する自動／手動切換スイッチ４０ｂ、発進と停止を指示する発進／停止スイッチ４０ｃ等の各種スイッチ、警告表示等を行う警告灯４０ｄや走行状態等の各種情報が表示される表示灯４０ｅ並びにメインバッテリ２の残容量を表示する残量計４０ｆが設けられている。而して、操作盤４０の自動／手動切換スイッチ４０ｂにて自動走行が選択されると、コントローラ１１は車両の走行モードを手動走行から自動走行に切り換え、後述するような自動走行のための制御を行う。
【００２２】
また、リモコン送信器２５は操作盤４０の発進／停止スイッチ４０ｃと同様の機能を有しており、リモコン送信器２５から無線信号で送信される発進／停止の指示をリモコン受信器２６で受信してコントローラ１１に送ることにより、電動車の遠隔操作が可能となっている。
【００２３】
さらに、車両故障やメインバッテリ２の残容量不足等によって車両が自力走行不能となった場合のために牽引スイッチ４９が設けてある。すなわち、この牽引スイッチ４９をオンするとコントローラ１１により電磁ブレーキ１８に通電されて開放状態となり、他の電動車等によって牽引が可能になる。
【００２４】
次に、本実施形態における電動車の動作を概略的に説明する。まず、メインスイッチ４０ａがオンされると、コントローラ１１の制御部４８が所定の制御プログラムを実行し、自動／手動切換スイッチ４０ｂが「自動走行」と「手動走行」の何れに切り換えられているかを判断する。仮に自動／手動切換スイッチ４０ｂが自動走行に切り換えられているとすると、制御部４８は自動走行用のルーチンを実行して、以下の自動走行制御を行う。
【００２５】
制御部４８はシフトレバー１０が前進位置に操作されているか否か、すなわち、前進スイッチ４５からオン状態を示す検出信号が入力されているか否かを判断し、前進スイッチ４５がオン状態でなければ車両の停止状態を維持し、前進スイッチ４５がオン状態であれば、操作盤４０あるいはリモコン送信器２５から発進指示があったか否かを判断する。ここで、操作盤４０の発進／停止スイッチ４０ｃあるいはリモコン送信器２５の発進／停止スイッチ（図示せず）が操作されて発進指示がなされると、制御部４８がクラッチモータリレー３２ａをオン，オフし、ステアリングクラッチ３２がオフする位置にクラッチモータ３２ｂを停止することによって、ハンドル５をステアリング軸３１から切り離す。これにより、ハンドル５の操作による手動操舵が不能になるとともに、自動操舵に伴うハンドル４の回動が防止される。
【００２６】
そして、制御部４８はメインリレー３６をオンしてメインバッテリ２からの給電経路を閉成するとともに、メインモータ１の界磁巻線及び電機子巻線（図示せず）に電圧を印加するメインモータ出力部５０を制御してメインモータ１を起動する。メインモータ１の起動後、制御部４８が電磁ブレーキ１８に通電して開放状態とすることで駆動輪（後輪３ａ，３ｂ）が回動して車両が前方へ走行する。走行開始後は、制御部４８が車速センサ４２の車速検出値等の各種センサ出力に基づいてメインモータ出力部５０、ブレーキモータ出力部１５並びに電磁ブレーキ１８を制御し、車両の速度制御を行う。同時に、制御部４８では誘導線センサ１９ａ〜１９ｃからの検出信号に基づいて車両位置の誘導線からの偏差量を算出し、この偏差量を「０」とするような操舵指示信号をステアリングドライバ１２に対して出力し、ステアリングドライバ１２を介してステアリングモータ１３を駆動することで操舵制御を行う。このような速度制御と操舵制御により自動走行が行われる。
【００２７】
一方、自動／手動切換スイッチ４０ｂが手動走行に切り換えられている場合、制御部４８が手動走行用のルーチンを実行し、クラッチモータリレー３２ａをオン，オフし、ステアリングクラッチ３２がオンする位置でクラッチモータ３２ｂを停止することによって、ハンドル５がステアリング軸３１と接続されてハンドル５の操作による手動操舵が可能になる。そして、アクセルスイッチ３４並びにアクセルポテンショメータ３５によって検出されるアクセルペダル７の踏み込み量に応じて、制御部４８がメインモータ１への通電を制御して車両の速度制御を行う。なお、手動走行中にアクセルペダル７から足を離す、すなわちアクセルペダル７の踏み込み量をゼロにすれば、メインモータ１に回生電流が流れて制動（回生制動）がかかる。
【００２８】
次に本発明に係る速度制御装置、すなわちコントローラ１１の操舵制御並びに自動走行時の速度制御を除く手動走行時の速度制御に関わる部分について、さらに詳しく説明する。図１は本実施形態の速度制御装置（コントローラ１１の手動走行時の速度制御に関わる部分）の概略構成を示すブロック図である。なお、図１に示す入力処理部６０、指令速度演算部６１、速度制御処理部６２、電流制御処理部６３の各部は、制御部４８のＣＰＵにて制御プログラムを実行することで実現される。
【００２９】
入力処理部６０では、アクセルペダル７の操作をアクセルスイッチ３４によって検知した検知信号、アクセルペダル７の踏み込み度合をアクセルポテンショメータ３５によって検出した検出信号等の信号処理を行い、これらの信号に応じて車両の設定速度を決定する。ここで、手動走行時にはアクセルポテンショメータ３５の検出信号、すなわちアクセルペダル７の踏み込み度合に応じて設定速度が決まり、検出信号に応じた設定速度の値が予め制御部４８のメモリに格納されている。入力処理部６０ではアクセルポテンショメータ３５からの検出信号に応じた設定速度をメモリから読み出して指令速度演算部６１に出力する。また、入力処理部６０は、ブレーキペダル８の操作をフットブレーキスイッチ３８で検出した検出信号を指令速度演算部６１及び速度制御処理部６２に出力している。
【００３０】
指令速度演算部６１は、入力処理部６０から与えられる設定速度に基づいて車両の実際の走行速度を決める指令速度を演算するものであって、例えば、停止又は一定速度で走行中に設定速度が現在の値よりも高い値（あるいは低い値）に変更された場合、現在の設定速度から変更後の設定速度に徐々に且つ滑らかに加速（あるいは減速）するように指令速度を変化させる。
【００３１】
速度制御処理部６２は、指令速度演算部６１から与えられる指令速度と車速センサ４１，４２の検出信号（検出速度）とを一致させるためにメインモータ１に流す必要がある電流値を演算し、この電流値に応じたメインモータ指令電流を電流制御処理部６３に出力する。ここで、メインモータ１に流すことのできる電流には直流電動機の仕様に応じた上限が存在し、本実施形態の場合にはその上限が約２５０Ａに設定されているため、速度制御処理部６２では指令速度と車速センサ４１，４２を一致させるために必要な電流値がこの上限（約２５０Ａ）を超えない範囲でメインモータ指令電流を決定する。
【００３２】
電流制御処理部６３は、速度制御処理部６２から与えられるメインモータ指令電流と電流検出部５１で検出されるメインモータ１の電流（検出電流）とを一致させるために必要となるメインモータ１への印加電圧を演算し、この印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部５０に出力する。ここで、本実施形態においてはメインモータ１として直流分巻電動機を用いているが、直流分巻電動機では一般に回転速度と電機子電圧とが比例し且つ回転速度と界磁電流とが反比例することから、電機子電圧（電機子電流）及び界磁電流を調整することでメインモータ１の回転速度を制御することができる。すなわち、電機子電流を増大するとともに界磁電流を減少させることでメインモータ１の回転数を上昇させて車両を加速し、電機子電流を減少するとともに界磁電流を増大させることでメインモータ１の回転数を下降させて車両を減速する、つまり電気的制動（回生制動）をかけることができる。但し、直流分巻電動機ではトルクが電機子電流と磁束（界磁電流）の相乗積に比例するため、登板時のように速度をできるだけ落とさずに大きなトルクを得たい場合には、電機子電流と界磁電流の両方を増大させる必要がある。
【００３３】
而して、速度制御処理部６２からは指令速度と検出速度を一致させるためにメインモータ１の電機子巻線及び界磁巻線（何れも図示せず）にそれぞれ流す必要がある電機子電流及び界磁電流の指令値がメインモータ指令電流として出力されており、電流制御処理部６３では、電流検出部５１で各々検出される電機子電流の検出値及び界磁電流の検出値とメインモータ指令電流の電機子電流及び界磁電流の各指令値とを一致させるために必要となる電機子巻線への印加電圧及び界磁巻線への印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部５０に出力する。メインモータ出力部５０は、メインバッテリ２からメインモータ１の電機子巻線及び界磁巻線への印加電圧を電流制御処理部６３から与えられる指令電圧に応じて調整する。
【００３４】
次に、図３のフローチャートを参照して手動走行時の制御部４８の処理動作を説明する。
【００３５】
まず、指令速度演算部６１では、入力処理部６０から与えられる設定速度と現在の指令速度が一致するか否かを判断し（ステップ１）、一致する場合にはメインモータ１に流す電流の上限を約２５０Ａに設定する（ステップ４）。そして、速度制御処理部６２が指令速度と検出速度とを一致させるためのメインモータ指令電流を演算して電流制御処理部６３に出力する。電流制御処理部６３では与えられたメインモータ指令電流と電流検出部５１で検出される検出電流とを一致させるために必要となるメインモータ１への印加電圧を演算し、この印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部５０に出力する（ステップ１０）。
【００３６】
一方、設定速度と現在の指令速度が一致しない場合、指令速度演算部６１ではさらに設定速度が現在の指令速度を上回っているか否かを判断し（ステップ２）、上回っている（設定速度が現在の指令速度よりも大きい）、すなわち、運転者によるアクセルペダル７の踏み込み量が増やされた場合、現在の指令速度からそれよりも大きい設定速度に達するまで徐々に指令速度を増加させ（ステップ３）、ステップ４及びステップ１０の処理を実行する。
【００３７】
これに対して設定速度が現在の指令速度を上回っていない（設定速度が現在の指令速度よりも小さい）、すなわち、運転者によるアクセルペダル７の踏み込み量が減らされた場合、現在の指令速度からそれよりも小さい設定速度に達するまで徐々に指令速度を減少させる（ステップ５）。そして、速度制御処理部６２では、運転者がブレーキペダル８を操作しているか否かを入力処理部６０より入力されるフットブレーキスイッチ３８の検出信号から判断し（ステップ６）、ブレーキペダル８が操作されていない場合にはメインモータ１に流す電流の上限を約２５０Ａからそれよりも低い値（例えば、５０Ａ）に設定し（ステップ９）、ステップ１０の処理を実行する。また、ブレーキペダル８が操作されている場合、速度制御処理部６２ではさらに指令速度が検出速度を上回っているか否かを判断し（ステップ７）、上回っていない場合にはステップ９及びステップ１０の処理を実行する。
【００３８】
一方、指令速度が検出速度を上回っている場合、速度制御処理部６２は指令速度を低下させて検出速度に一致させ（ステップ８）、その後、ステップ９及びステップ１０の処理を実行する。このとき、指令速度と検出速度が一致しているのであるから、速度制御処理部６２から出力されるメインモータ指令電流が増加することはなく、メインモータ１を加速側に制御することがない。
【００３９】
このように、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段たるフットブレーキスイッチ３８により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば、指令速度演算手段たる指令速度演算部６１が指令速度を検出速度を超えない値（例えば、検出速度と同じ値）まで低下させることによって、指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回った場合においても、指令速度演算部６１が指令速度を検出速度まで低下させることでメインモータ１を加速側に制御するのを防止することができる。
【００４０】
また、演算手段たる速度制御処理部６２では、指令速度が徐々に低下する減速時に、減速時以外の場合に対して通電電流の上限を２５０Ａから５０Ａに低下させることにより、減速時における電気的制動力（メインモータ１の回生制動）を弱めている。すなわち、減速時に大きな電気的制動力がはたらくと急激な制動がかかって運転者に不快感を与えることになるため、通電電流の上限を低下させて減速時の電気的制動力を弱めることでこれを防いでいる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、電動機を駆動源とし、運転者のアクセル操作に応じて加速するとともに運転者のブレーキ操作に応じて車輪に機械的制動をかける電動車に用いられ、電動機への通電を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御装置において、運転者によるアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、運転者によるブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセル操作検出手段並びにブレーキ操作検出手段の検出結果に応じて電動車の走行速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略一致させるまでの間における電動車の走行速度を指令する指令速度を演算する指令速度演算手段と、速度検出手段による検出速度を指令速度に略一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段とを備え、指令速度演算手段は、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば指令速度を検出速度を超えない値まで低下させるので、運転者のブレーキ操作により電動車に対して機械的制動がかけられて指令速度が低下するよりも早くに検出速度が低下して検出速度が指令速度を下回った場合においても、指令速度演算手段が指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることで電動機を加速側に制御するのを防止することができるという効果がある。
【００４２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、演算手段は、電動機への通電電流が上限を超えないように演算値を求めるとともに、指令速度が徐々に低下する減速時には減速時以外の場合に対して通電電流の上限を低下させるので、通電電流の上限を低下させることにより、減速時における電気的制動力を弱めて急激な制動がかかって運転者に不快感を与えるのを防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同上を用いた電動車の構成を示すブロック図である。
【図３】同上の動作説明用のフローチャートである。
【符号の説明】
１ メインモータ
１１ コントローラ
４０ 操作盤
４１ 車速センサ
４２ 車速センサ
４８ 制御部
５０ メインモータ出力部
５１ 電流検出部
６０ 入力処理部
６１ 指令速度演算部
６２ 速度制御処理部
６３ 電流制御処理部
Claims (2)
- 電動機を駆動源とし、運転者のアクセル操作に応じて加速するとともに運転者のブレーキ操作に応じて車輪に機械的制動をかける電動車に用いられ、電動機への通電を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御装置において、運転者によるアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、運転者によるブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセル操作検出手段並びにブレーキ操作検出手段の検出結果に応じて電動車の走行速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略一致させるまでの間における電動車の走行速度を指令する指令速度を演算する指令速度演算手段と、速度検出手段による検出速度を指令速度に略一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段とを備え、指令速度演算手段は、走行中に運転者によるブレーキ操作がブレーキ操作検出手段により検出されて指令速度を徐々に低下させる場合において、検出速度が指令速度を下回れば指令速度を検出速度を超えない値まで低下させることを特徴とする電動車の速度制御装置。
- 演算手段は、電動機への通電電流が上限を超えないように演算値を求めるとともに、指令速度が徐々に低下する減速時には減速時以外の場合に対して通電電流の上限を低下させることを特徴とする請求項１記載の電動車の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001054883A JP3735040B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電動車の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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