JP4771911B2 - 電動車用ロード装置及び電動車 - Google Patents

Description

本発明は、駆動輪を駆動するモータの制御等を行うためにマイクロコンピュータを備えた電動車に対してプログラム等のデータをロードするための電動車用ロード装置及び電動車に関するものである。

駆動輪をマイクロコンピュータを用いて、ジョイスティックの操作に応答して差動回転式に操舵又は速度も併せて制御したり或はアクセルレバーより速度を制御する電動車のモータ制御方式は種々周知になっている。その他、マイクロコンピュータにより、特許文献１によれば前後左右に対物センサを取付けて盲導犬的な動作を行わせ得る電動車椅子が開示され、特許文献２によれば車椅子に設けられたパワーシリンダをその位置検知信号を入力として動作指令を行うことにより、ダウンモード、スタンドアップモード、フルフラットモード等の多様な姿勢モードに自動設定可能にする電動車椅子も開示されている。
特開平８−６６４３１号公報 特開２００４−２７５４８６号公報

このようなコンピュータ利用の電動車の生産時に、ソフトウェアをダウンロードする場合、通信ケーブルを介してパソコンからロードするのが通常である。また、電動車に搭載の充電式バッテリの電圧レベルを指示部で校正して指示する場合、電動車側で高精度のテスタで計測し、その側の電圧校正機能を使用して校正作業を行っている。同様に、カレンダ時計に対する正確な日時データのプリセットも電動車側で行っている。したがって、このような回路装置の初期設定作業は、パソコン等の知識を有する技術員が行い、作業時間も相応に長くなっている。

本発明は、このような点に鑑みて、電動車の生産時でのコンピュータのプログラムロードを含めて回路装置の初期設定を簡単、かつ正確に行えるようにする簡単な構成の電動車用ロード装置を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、駆動輪を駆動するモータの制御等を行うためにマイクロコンピュータを備えた電動車に対してプログラム等のデータをロードするための電動車用ロード装置において、電動車に接続される通信ケーブル及び電源ケーブルが導出される共に、電動車用プログラムデータが格納されたプログラムメモリと、電動車に搭載の充電式のバッテリの充電用コネクタ座に接続される電源ケーブルを介して供給されるバッテリ電圧を計測して電圧計測データを作成する電圧計測手段と、電動車用プログラムデータ及び電圧計測データを通信ケーブルを介して転送して電動車のマイクロコンピュータにロードするロード手段とを備え、このロード手段及び電圧計測手段は、電源ケーブルを介してバッテリで電源電圧を供給され、電動車から通信ケーブルを介して起動指令信号が転送されると作動することを特徴とする。

ロード装置は、電動車に搭載の充電式のバッテリを電源とし作動すると共に、電動車側からの起動指令信号に応答して電動車のマイクロコンピュータにプログラムデータをロードすると共に、そのバッテリ電圧を高精度に計測した電圧計測データも転送して、この電圧計測データを基に電動車のマイクロコンピュータで電動車側で計測したバッテリ電圧を自動的に校正して電圧指示部に指示させる。さらに、電動車のカレンダ時計の初期設定作業も不要にするには、請求項２により、標準クロックを備えると共に、その日時データをロード手段が通信ケーブルを介して電動車のマイクロコンピュータに転送してロードする。

請求項１によるロード装置のロード対象となる電動車としては、請求項３により、電動車用ロード装置に、その通信ケーブル及び電源ケーブルを介して接続される電動車であって、充電式のバッテリと、電源スイッチと、クロックと、バッテリの電圧レベルを指示する電圧指示部と、電動車用プログラムデータがロードされる不揮発性の書込み可能なプログラムメモリを内蔵し、かつ電動車用プログラムデータに従いそれぞれ作動することにより、駆動輪を駆動するモータの駆動回路に手動操作に応答してモータ制御指令信号を出力するモータ制御指令手段及び通信ケーブルを介して転送されてきた電圧計測データがロードされて、この電圧計測データを基にバッテリ電圧を校正した電圧信号を出力して電圧指示部に電圧レベルを指示させる電圧信号出力手段を構成するマイクロコンピュータとを備えると共に、電源スイッチが投入されることにより、マイクロコンピュータ及び駆動回路がバッテリにより電源電圧を供給されると共に通信ケーブルを介してマイクロコンピュータが起動指令信号を転送することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、請求項３の発明による電動車を対象として、そのマイクロコンピュータを作動させるプログラムの生産時の入力作業が、パソコン操作を要することなく、設定操作もなく簡単に行われると共に、作業時間が大幅に短縮され、入力ミスも防止される。バージョンアップの作業も専門知識を備えることなく容易に行えるようになる。その際、電動車に搭載の充電式バッテリの電圧を高精度に計測してそのデータを転送することにより、電動車側で高精度のテスタを用意して電圧校正作業を行わなくても、電動車側で自動的に校正させることが可能になる。さらに、ロード装置は、電動車に搭載のバッテリを電源とすることによりコンパクトに構成され、電源の保守作業も不要になる。その際、請求項２の発明によれば、ロード装置から標準の日時データを送出して即座にプリセットさせることにより、電動車側でのクロックのプリセット作業も不要にできる。

図１乃至図３を基に本発明の実施の形態による電動車用ロード装置を説明する。そのロード対象となる電動車１Ａは、図２に示すように、所謂電動車椅子であり、ロータ１ａ付きの方向自在式の前輪１Ｌ、１Ｒと、タイヤ付きの後輪２Ｌ、２Ｒと、傾倒量により走行速度を設定し、かつ傾倒方向により操舵方向を設定するジョイスティック２と、マイクロコンピュータ２０、後輪２Ｌ，２Ｒに付属してモータＭ_Ｌ、Ｍ_Ｒを内蔵した左右のモータ駆動部Ｍ１を駆動する駆動回路３Ｌ、３Ｒ、搭載している充電式のバッテリ１の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ２６等の回路装置とを備えると共に、正面のパネル９には、バッテリ１の電圧レベルを指示する電圧指示部６と、カレンダ時計であるクロック７と、電源スイッチＳＷ１と、通信ケーブル１９用のコネクタ座３と、充電用コネクタ座４とが配列されている。

前輪１Ｌ，１Ｒは全方向輪として構成され、車軸周辺のリムの周囲に、車輪直進方向に対して直交方向へ回転する複数個の同一形状のロータ１ａが配列されている。この各ロータは半紡錘形状に形成され、先端部が隣合うロータ１ａの基端部に形成された円錐面状の凹部に部分的に侵入して、隣合うロータ１ａの基端部に近接し得るようになっている。

一方、このような電動車１Ａの回路装置に対して生産時の初期設定作業としてプログラム等のデータをダウンロードする電動車用ロード装置１０Ａは、電動車１Ａ間に接続される通信ケーブル１９及び電源ケーブル１８が導出されると共に、マイクロコンピュータ１０と、標準の日時データを出力するための標準クロック１５と、電源ケーブル１８を介して供給されるバッテリ１の電圧を高精度にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１６と、作動可能状態を発光報知するＬＥＤ１と、電動車１Ａに対してデータ転送中であることを報知するＬＥＤ２と、データ転送の終了を報知するＬＥＤ３等を備えている。

マイクロコンピュータ１０は、マイクロコンピュータ２０を作動させるためにロードすべき電動車用プログラムデータが格納された不揮発性のプログラムメモリ１１を内蔵すると共に、ＣＰＵが動作プログラム格納用及び作業用メモリ等と協働することにより、電動車１Ａ側のバッテリ１の電圧をＡ／Ｄコンバータ１６を介して計測して電圧計測データを作成する電圧計測手段１３と、前述のプログラムデータ、電圧計測データ等を通信ケーブル１９を介して転送してロードさせるロード手段１２と、これらの各部１２、１３、ＬＥＤ１〜３を逐次作動させる動作制御手段１４等を構成する。

電源ケーブル１８をその先端のコネクタ１８ａで充電用コネクタ座４に接続すると、バッテリ１から給電が行われて、ＬＥＤ１が点灯すると共にマイクロコンピュータ１０に電源電圧が供給されて動作可能状態になる。標準クロック１５には専用のバッテリが付属している。電動車１Ａから通信ケーブル１９を介して起動指令信号が送出されてくると、動作制御手段１４は各部に対して順に動作指令を行う。これにより、ロード手段１２はロード指令信号の転送に次いでプログラムメモリ１１に先頭アドレスを指定して順に電動車用プログラムデータを読出し・転送し、次いで電圧計測手段１３がＡ／Ｄコンバータ１６の出力値を複数回取り込んで平均処理し、高精度の標準の電圧計測データを作成する。続いて、ロード手段１２は、作成された電圧計測データを取込んで転送し、標準クロック１５の出力する標準日時データを取込んでそれぞれロード指令信号と共に転送する。さらに、動作制御手段１４はロード手段１２の作動時点でＬＥＤ２を点灯させ、日時データの送出後にＬＥＤ３を点灯させると共に、ロード終了指令信号を送出する。

電動車１Ａのマイクロコンピュータ２０は、電源スイッチＳＷ１の投入により作動し、通信ケーブル１９を介して電動車用プログラムデータをロードされる不揮発性の書込み可能なプログラムメモリ２１を内蔵すると共に、このプログラムメモリ及び作業用メモリ等とＣＰＵが協働することにより、ジョイスティック２の手動操作に応答して、モータ制御指令信号を出力するモータ制御指令手段２２と、通信ケーブル１９を介して転送されてきた標準の電圧計測データを基にＡ／Ｄコンバータ２６の出力値を校正した電圧レベル信号を電圧指示部６に出力する電圧信号出力手段２３と、通信ケーブル１９を介して転送されてきた日時データを保持してクロック７にプリセットするクロックプリセット手段２４と、これらの各部２１〜２４に対する動作指令を逐次行う動作制御手段２５等を構成する。このため、例えばフラッシュメモリであるプログラムメモリ２１には、動作制御手段２５を含めて電圧信号出力手段２３及びクロックプリセット手段２４を作動させるプログラム及びジョイスティック２の手動操作に応答してモータ制御指令手段２２を作動させるプログラムがロードされる。

動作制御手段２５は、電源スイッチＳＷ１を投入されると起動指令信号を電動車用ロード装置１０Ａに送出すると共に、転送されてきた所属のロード指令信号に応答して、プログラムメモリ２１に電動車用プログラムデータをロードさせる。また、プログラムデータ用のロード指令信号が転送されてくる間、起動指令信号を出力することにより、電源スイッチＳＷ１を投入した後に、通信ケーブル１９が接続された場合でも起動指令を行うようになっている。

また、所属のロード指令信号に応答して、電圧信号出力手段２３は標準の電圧計測データを保持し、クロックプリセット手段２４は標準の日時データを保持する。次いで、動作制御手段２５は、ロード終了指令に応答して電圧信号出力手段２３に複数回取込んで平均処理したバッテリ１の電圧レベルと保持している電圧計測データとを照合して、そのオフセット量を演算して別途にバッテリでバックアップされている所属のメモリに保持させ、クロックプリセット手段２４に対して標準の日時データを専用のバッテリが付属したクロック７にプリセットし、以後自動的に計時させる。また、電圧指示部６には、オフセット量の保持により、以後常時校正された電圧レベルが指示される。

モータ制御指令手段２２は、３６０°にわたる傾倒方向及びその位置での傾倒量に応じて付属のポテンショメータの前後方向のＹ軸信号成分Ｐｙ及びその直交方向であるＸ軸成分信号Ｐｘを出力するジョイスティック２の出力信号に応答して、プログラムメモリ２１にロードされたモータ制御指令用プログラムに従い、左右の後輪２Ｌ、２Ｒに対して回転速度及び回転方向の指示を行うモータ制御指令信号Ｓ_Ｌ、Ｓ_Ｒを駆動回路３Ｌ、３Ｒに供給する。これにより、０°位置（＋Ｙ）での傾倒操作では、後輪２Ｌ、２Ｒがモータ制御指令信号Ｓ_Ｌ、Ｓ_Ｒに応答して等速正転して直進し、その位置での傾倒量に応じて速度が増す。１８０°位置（-Ｙ）では、左右等速逆転により直線的に後退する。９０°位置（＋Ｘ）では左正転、右逆転、等速で右側へスピン回転する。逆に、２７０°（-Ｘ）位置では、右正転、左逆転、等速で左スピンを行う。それぞれの９０°間隔の中間位置では、一方側の車輪が停止して曲進する。例えば、４５°位置では左正転、右停止で右方向へ曲進する。その＋０°及び４５°の中間位置では右正転速度が徐々に減速し、４５°から９０°の位置では右逆転が始まり、その相対速度が徐々に高くなり、曲がり度合が徐々に大きくなる。

このように構成された電動車用ロード装置１０Ａのロード対象の電動車１Ａに対する動作を図３を参照して説明する。生産ラインに沿って逐次搬入されてきた電動車１Ａに対して、電源ケーブル１８を充電用コネクタ座４に接続し、通信ケーブル１９をその先端のコネクタ１９ａでコネクタ座３に接続する。電源ケーブル１８の接続時点でバッテリ１から給電され、ＬＥＤ１が点灯してマイクロコンピュータ１０が動作可能状態になったことが報知される。

電動車１Ａ側で電源スイッチＳＷ１を投入した時点又は投入状態での通信ケーブル１９の接続時点で、起動指令信号が通信ケーブル１９を介して電動車用ロード装置１０Ａに送出される。これにより、マイクロコンピュータ１０は、ロード指令信号を通信ケーブル１９を介して転送してマイクロコンピュータ２０のプログラムメモリ２１を書込みモードに設定させると共に、ＬＥＤ２を点灯させてロード動作状態に在ることが報知される。

続いて、プログラムメモリ１１のプログラムデータが読出されて通信ケーブル１９を介して転送され、プログラムメモリ２１にロードされる。次いで、Ａ／Ｄコンバータ１６で変換されたバッテリ１の電圧値を複数回取込んで平均化して電圧計測データが作成され、それぞれ所属のロード指令信号を伴って、取込んだ標準クロック１５の日時データと共に通信ケーブル１９を介して転送され、最後にロード終了指令信号を転送してＬＥＤ３を点灯させてロード作業の終了が報知される。

電動車１Ａ側ではロード指令信号が送出されてくると、プログラムメモリ２１がライトモードになって逐次対応するアドレスに電動車用プログラムデータが書込まれ、不揮発状態で保持される。次いで、転送されてきた標準の電圧計測データと日時データを保持する。直後に転送されてきたロード終了指令信号に応答して、電圧計測データに対してＡ／Ｄコンバータ２６で変換したバッテリ１の計測電圧とのオフセット量を算出し、そのオフセット量を不揮発状態で保持しておくことにより、電圧指示部６に指示される電圧レベルがオフセット量に応じて校正し、標準の日時データをクロック７にプリセットしてカレンダ計時を開始する。

このようなロード作業が終了すると電動車１Ａは運転可能状態となる。電源スイッチＳＷ１が投入されている状態で、電圧指示部６にはバッテリ１の電圧レベルが校正されて指示され、クロック７には標準の日時データを基準に逐次計時された日時が表示されると共に、ジョイスティック２の操作に応じてロードされたモータ制御指令用プログラムに従ってモータ制御指令信号Ｓ_Ｌ、Ｓ_Ｒが駆動部３Ｌ、３Ｒに供給され、所属のモータＭ_Ｌ、Ｍ_Ｒが差動回転式に駆動輪２Ｌ、２Ｒを駆動する。電動車１Ａの走行距離が徐々に延びて電圧指示部６において電圧レベルが警告レベルに下降すると、充電用コネクタ座４に充電用ケーブルを接続して充電を行う。

以上、左右の駆動輪を差動回転式に駆動制御するマイクロコンピュータを備えた電動車椅子について説明したが、本発明はアクセルレバーの操作量に応じてモータの回転速度のみを制御する等の別のモータ制御方式の３乃至５輪の電動車にも当然適用される。さらに、モータ制御用及びバッテリの電圧レベル校正用以外に、マイクロコンピュータ利用の種々の計器、制御機構或はアクセサリを備えた電動車のソフトウエアをロードする場合にも適用される。

本発明の実施の形態による電動車用ロード装置及びそのロード対象の電動車の回路構成を示す図である。 同電動車の斜視図である。 同電動車の動作を説明するフローチャートであり、同図Ａはロード装置の動作、同図Ｂは電動車の動作を説明する。

符号の説明

１ バッテリ
１Ａ 電動車
１Ｌ、１Ｒ 前輪
２ ジョイスティック
２Ｌ，２Ｒ 後輪
４ 充電用コネクタ座
６ 電圧指示部
７ クロック
１０、２０ マイクロコンピュータ
１０Ａ 電動車用ロード装置
１５ 標準クロック
１８ 電源ケーブル
１９ 通信ケーブル
ＳＷ１ 電源スイッチ

Claims (3)

1. 駆動輪を駆動するモータの制御等を行うためにマイクロコンピュータを備えた電動車に対してプログラム等のデータをロードするための電動車用ロード装置において、
   電動車に接続される通信ケーブル及び電源ケーブルが導出される共に、前記電動車用プログラムデータが格納されたプログラムメモリと、前記電動車に搭載の充電式のバッテリの充電用コネクタ座に接続される前記電源ケーブルを介して供給されるバッテリ電圧を計測して電圧計測データを作成する電圧計測手段と、前記電動車用プログラムデータ及び前記電圧計測データを前記通信ケーブル介して転送して前記電動車のマイクロコンピュータにロードするロード手段とを備え、
   このロード手段及び前記電圧計測手段は、前記電源ケーブルを介して前記バッテリで電源電圧を供給され、前記電動車から前記通信ケーブルを介して起動指令信号が転送されると作動することを特徴とする電動車用ロード装置。
2. 標準クロックを備えると共に、その日時データをロード手段が通信ケーブルを介して電動車のマイクロコンピュータに転送してロードすることを特徴とする請求項１記載の電動車用ロード装置。
3. 請求項１の電動車用ロード装置に、その通信ケーブル及び電源ケーブルを介して接続される電動車であって、
   充電式のバッテリと、電源スイッチと、クロックと、前記バッテリの電圧レベルを指示する電圧指示部と、電動車用プログラムデータがロードされる不揮発性の書込み可能なプログラムメモリを内蔵し、かつ前記電動車用プログラムデータに従いそれぞれ作動することにより、駆動輪を駆動するモータの駆動回路に手動操作に応答してモータ制御指令信号を出力するモータ制御指令手段及び前記通信ケーブルを介して転送されてきた電圧計測データがロードされて、この電圧計測データを基に前記バッテリ電圧を校正した電圧信号を出力して前記電圧指示部に電圧レベルを指示させる電圧信号出力手段を構成するマイクロコンピュータとを備えると共に、
   前記電源スイッチが投入されることにより、前記マイクロコンピュータ及び前記駆動回路が前記バッテリにより電源電圧を供給されると共に前記通信ケーブルを介して前記マイクロコンピュータが起動指令信号を転送することを特徴とする電動車。

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