JPH0373145A - 電動車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電動車椅子に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の電動車椅子はアクセルを第８図（ａ）に
示すようにオフすると、例えばＰＷＭ制御の場合であれ
ばＰＷＭデユーティを零にして駆動用のモータへの電力
供給を停止する。

また同時に電磁ブレーキ信号を発生させて電磁ブレーキ
により機械的にロックして車体の移動を停止させること
で、停止動作を行う。

ここでモータへの電力供給をいきなりオフすると、それ
までの車速による慣性があるので搭乗者に急激なショｅ
りが生じるので好ましくなく、ＰＷＭデユーティを第８
図（ｂ）に示すようにある減衰カーブで最終的に零にし
て、安全な制動距離によりショックを少なくして減速す
る。

一方下り坂等ではモータへの電力供給を零にしただけで
は車体重畳によって坂を下る方向に動いてしまい、確実
に停止状態を維持することができないので、電磁ブレー
キにて機械的にロックすることにより停止させる。この
電磁ブレーキによるロックのタイミングであるが、モー
タへの電力供給を零にした後も、慣性により車体は微速
であるが動いているため、モータへの電力供給を停止し
たと同時に電磁ブレーキでロックするとやはり、搭乗者
にショックを与えるため、モータへの電力供給を停止し
た後、第８図（Ｃ）に示すように−定時間′ｒ経過後（
更に車速が第８図（ｄ）に示すように減速した復）に電
磁ブレーキにょろりツクを行っている。　　［：＊明の
解決しようヒする課題］ところで第８図に示した停止動
作では平地の場合はぼショックが熱い状態で車体を停止
させるこεができる。

ところが上り坂では第９図（ａ）に示したようにアクセ
ルをオフした後、第９図（ｂ）に示すようにＰＷＭデス
−ティを徐々に減少きせて零とした後、第９図（ｅ）で
示すように一定時間Ｔの経過後電磁ブレーキによってロ
ックする制御では上記一定時間Ｔに至る間に車速が負に
なり、つまり後ずさり状態となって運転性が悪くなると
ヒもに、危険であるという欠点があった。

本発明は４：、述の欠点に鑑みて為されたもので。

その目的とするところは上り坂での停止時において、後
ずさりになる前に確実に停止ロックが行える電動車椅子
を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は車速を検出する手段と、停止時にモータへの電
力供給を停止した時点からカウントを開始するタイマと
、車体の移動を機械的にロックするロック手段と、上記
タイマが一定時間をカウントするか、車速が零になった
こεを検出するかの、いずれか早い方のタイミングで上
記ロック手段を動作させて車体の移動を停止させる＠御
手段とを備えたものである。

し作用］ 而して本発明によれば平地や、下り坂ではモータｌ＼の
電力供給の停止後の一定時間後に臼ツタ手段により車体
の移動を機械的にロックするこεにより、安全に且つス
ムーズに車体停止を行うことができる。また上り坂の場
合には車速が零になるタイミングで上記ロック手段によ
る機械的にロックすることができるため、上り坂での後
ずさりを防止するこεができるのである。

［実施例］ 以下本発明は実施例により説明する。

実施例の電動車椅子は第１図に示すように３輪車構成に
なっており、車体１後部に設けた環２の下部の車体１内
には第４図に示すようにデフ付き減速機３を介して後輪
４を駆動するモータ５と後輪４の車軸を挟み込むこεに
より制動をかける電磁ブレーキ６とからなる駆動部を設
け、更に電動車椅子の駆動電源となるバッテリＢＴを内
装している。

車体１前部には前輪７に連結され２水平方向に回動され
るε、前輪７の走行方向の向きを変えるハンドル軸ε、
このハンドル軸の上端に固定きれたハンドル９とからな
るハンドル部を設けており、このハンドル部には走行速
度を前進及び後進方向に操作するアクセル８と、キース
イッチ１４と２更に最高速度を高速、中速、低速に切り
替えるための速度設定スイッチＳＷ、〜Ｓ　Ｗ　ｓ及び
ライト１１のオン／オフ操作スイッチＳＷ６、警報ブザ
−１２のオン／オフ操作スイッチＳＷｓからなる操作ス
イッチ部１０と、バッテリＢＴの残容皿を表示する表示
ランプＬ、〜Ｌ、と、設定速度及びｔ＆逸の表示のため
の表示ランプＬ、〜Ｌ、とかなる表示部１３とを配属し
たコンソールパネル部を第２図に示すように備え、また
ハンドル軸の前部に」二記ライト１１を取着している。

アクセル８は第３図に示すように中立点でオフヒなり、
前倒（２（図においては右回転）で前進速度調整、後ろ
倒しく図において左回転）で後進速度調整を行うことが
できるようになっている。

第４図は本発明の回路構成を示し、上記キースイッチ１
４は電源スィッチであって、このキースイッチ１４がオ
ン操作されるヒ、バッテリＢＴを電源ヒして電源リレー
１６が動作し、そのリレー接点を通じて電源回路１７に
バッテリＢＴからの直流が入って、一定電圧に安定化し
た直流電圧に変換され、電源を制御回路１５に供給する
。

電源回路１７はバッテリＢＴを充電する際に交流を隨圧
整流して得られる直流も入力して制御回路１５の電源と
して供給することができるようになっている。

制御回路１５は前進走行の場合には例えば速度設定スイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ３の設定によって設定された最高速度
までの範囲において、アクセル８の前進方向における操
作状態に応じたモータ５の回転速度制御をタコジェネレ
ータ１９の速度検出信号と、アクセル８の操作量を示す
信号とを比較しながらモータ駆動回路１８を通じて行い
、またアクセル８の後進方向への操作時にはこの操作に
応じて所定速度で走行できるようにモータ５の回転速度
制御をモータ駆動回路１８を通じて行い、更に走行中に
おけるアクセル８のオフ時や電源オフ時において電磁ブ
レーキ駆動回路２０を通じて電磁ブレーキ６をロックさ
せ、この電磁ブレーキ６により後輪４の回転を機械的に
ロックして走行を停止させる制御を行う制御機能を有す
る。また制御回路１５は付設する診断回路２１により、
バッテリＢＴの電圧監視信号や、モータ駆動電流の電流
検出信号や、更にモータ駆動回路１８の温度監視信号を
入力し、バッテリＢＴの電圧監視信号を用いてバッテリ
ＢＴの残容量の監視を行い、残容量に応じて表示ランプ
ル１〜Ｌ、を点灯させてバッテリ状態の表示を行わせた
り、また電流検出信号により走行中にモータロック等で
過大な電流がモータ駆動回路１８に流れるのを監視して
過大な電流が流れた場合にはモータ駆動回路１８をオフ
し、或は温度監視信号により異常温度上昇があれば同様
にモータ駆動回路１８をオフして回路保護を図る機能を
有する。

また制御ｒｇｉ路１５は交流電源（ＡＣｌｏｏＶ）が接
続されてトランスＴｒで降圧され、更に整流器２３で整
流して得られた脈流が電源回路１７により一定電圧の直
流として供給されている状態で、且つキースイッチ１４
がオフ状態であれば、充電モードとして判断して、充電
回路２２の充電出力を所定のタイミングでオン／オフし
て、バッテリＢＴを充電し且つバッテリ電圧の監視によ
り充電制御を行う機能も有する。

第５図は第４ｒＭ回路の具体回路を示しており、制御回
路１５は水晶発振子ＸＬからなる発振回路からの発振信
号を基本クロックとして動作するマイクロコンピュータ
から構成され、このマイクロコンピュータによって電動
車椅子全体の動作の制御監視を行うようになっている。

次に本発明電動車椅子の動作を第５図の具体回路により
説明する。

今使用者（搭乗者）がキースイッチ１４をオンさせると
、電源リレー１６がバッテリＢＴを電源として駆動され
、この駆動によりそのリレー接点１６ａをオンし、バッ
テリＢＴがダイオードＤ１を通じて、コンデンサＣＩ、
Ｃｍと電源ＩＣ２４とから構成される電源回路１７に接
続され、前期電源ＩＣ２４により一定電圧に安定化され
た直流が制御回路１５に供給される制御回路１５が動作
を開始し、キーオン検出に信号が制御回路１５に入力す
ることによって、電動車椅子としては動作可能となる。

ここで使用者が第６図（ａ）に示すようにアクセル８を
前進側に押し込むと、アクセル８に連動する可変抵抗器
ＶＲの抵抗値が変換し、その摺動子端から出力される分
圧電圧が制御回路１５のアクセル入力に取り込まれてＡ
／Ｄ変換され、制御回路１５はその電圧優から前進側に
操作されたことを検出して前後進切替出力を“Ｌ”にす
るとともに電磁ブレーキ出力をＨ”にする６従ってトラ
ンジスタＱ２がオフとなってリレーＲｙを非励磁状態と
し、この非励磁状態によりそのリレー接点ｒを前進側（
ＮＣ）に切り替えた状態を維持する。またトランジスタ
Ｑ１がオンして電磁ブレーキ６を駆動してロックを第６
図（Ｃ）に示すように解除する。

次に刺御国路１５はアクセル入力たる電圧からアクセル
８の操作量を判定してこの操作量に応じたデユーティの
パルスをＰＷＭ出力する。

モータ駆動回路１８の一部を構成する前進・後進・停止
制御回路２５は上記の電磁ブレーキ出力により停止モー
ドから走行モードに動作モードを変更し、上記前後進切
替出力により上記ＰＷＭ出カバカパルス進ドライブ用Ｆ
ＥＴ２６をドライブするか、前進ドライブ用ＰＥ７２７
をドライブするかを切り替え、今の場合であれば前進ド
ライブ用ＦＥ７２７をＰＷＭ駆動する。

モータ５がＰＷＭデユーティに応じて回転し、その回転
数をモータ軸に取り付けた磁石とホール１Ｃとからなる
タコジェ木レータ１９によ１て回転数検出を行い、タコ
シュ拳レータ１９からの信彎により制御囲路１５は車速
を計舞して、この車速とアクセル操作量辷を比較し、Ｐ
ＷＭデス−ティを増減きせるこヒにより、アクセル操作
量に相当する車速に制御する。而して本発明電動車椅子
はこのフィードバック制御により、上り坂や下り坂でも
一定の車速で走行で詐るようにすることができるのであ
る。

この課の車速の最高速度は速度設定スイッチ３Ｗ、〜Ｓ
Ｗ３の設定により決より、例えば速度設定ス・イッチＳ
Ｗ、ｆ）設定では高速（例えば６．０Ｋｍ　／　ｈ　）
　、また速度設定スイッチＳＷ２の設定では中速く例え
ば４．５Ｋｒｎ、／ｈ）、更に速度設定スイッチＳＷ、
の設定では低速（例えば１．５Ｋｍ　／　ｈ　）となり
、その設定速度は表示ランプ［，４〜Ｌ番で表示きれる
。

さで走行中に制御回路１５はＦＥＴ２６又は２７に流れ
る電流を診断回路２１の一部を１ＩＩｊｌｔする電流、
検出抵抗Ｒａの両端に発生ずる電圧を散視し７、モータ
０ツク等によって過大な電流がＦ　Ｅ　’１’　２６又
は２７に流れた場合にはＰＷＭ出力舎オフし、Ｆ’　Ｅ
　Ｔ　２６　、　２７を保護する。

またＦ１号”Ｉ’　２　（１，２７Ｇご取すイ・１（ｔ
た放熱板（・１、゛密着されている診断回路２］の−・
部を構成するザーミスタ゛１’　Ｈ七コンバレー・・り
ｃ　ｐ　、２によりＦＲ′Ｖ２朽、２７の温度を監視）
、て、所定の温度Ｌ１上にな）た場合同様に制御同絡１
５に高温検出入力をｑ・え、制御１’！ｉｌ路１’５は
この高温検出入力があればＦ３　Ｗ　Ｍ出力をＡノｊ２
、Ｆ屁’ｌ’２６．２７を俤護する。

ここで走行中にｒクセ用８今第６１１ｆ５ＰＪ　（ａ　
）　４．’″示すように′：、オンオフε、制御回路１
５はこ的オシ”によりＰ　Ｗ　Ｍデーｚ　−’ｉ”イを
第０図（ｌ“））に示ず上うに所定の減少カーブで雰ま
で減少キ蛙る。この時点で第７図のフｔ７−チャートで
示すように制御回路］５は内部タイマをスタートさせる
１ヒにもに一定時間Ｔを力ｌンントするよでに車速が軍
になったかごうかの判定を行い、タイマアップするまで
に第６図（ｄ）に示すように車速が零になれば、第６図
（ｃ）に示すように電磁ブレーキ：Ｂ力を“Ｉ７”とし
てｈランジスタＱ、をオ゛フし、電磁ブレーキ６をロッ
クさせ走行を停止する。

またタイマアップまで車速が零にならない場合にはタイ
マアップ時に電磁プレー＋出力を”Ｌ”としてトランジ
スタＱ１をオフし１、これにより電磁ブレーキ６がロッ
クして走行が停止する。こい場合は下り坂などでの停止
を考慮しでおり、通行方向への加速度が働いて車速が零
にならない場合においでも確実に停止させるこヒがでか
る。

またタイマアップ時までに再びアクセル８がオンされた
場合番ごはタイマの動作を停止して通常の走行制ｔｌｌ
に炭ヤ。

上記走行中においてライ）−１１を点灯きせる場合には
操作スイッチＳ　Ｗ　４を操作すればよく、操作スＡツ
チＳＷ４は操作毎に制御回路１５によりトランジスタＱ
９をオンオフし５て点灯、消灯するものである。また警
報ブザ−１２を吹鳴させたｌｌ１％場合には操作スイッ
チＳＷＳを押し操作すれば良く、操作スイッチＳＷ、が
押きれている量制御回路１５がトランジスタＱ４を方ン
して、警報ブザ−１２を吹鳴動作させる。尚アクセル８
′ｆ！−後進側に操作し後逸きせる場合、後進操作にめ
動して制御回路１５がｌ・うシジスタＱ、を間歇的にオ
ン引フし゛（警報ブザ−１２を間歇的に吹鳴させて警報
を発するようにな）ている。

またキースイッチ１４がオフ状態でキーオン検出が無い
場合で丘つ交′ｒｌＬ電源が接続きれている状態では、
整流器２３からの脈流がダイオードＤ２を通しで電源回
路１７に入り、制御回路１５に電溶を供給することにな
る。制御回路１５はこ０電瀦で動作して充電を制御する
。つまりトランジスタＱ９をオン赴せて充電回路２２の
ホトカブラ３１を本ンしてサイリスタ３２をトリガし、
このサイリスタ３２を通じてバッテリＢＴを整流器２３
の整流出力により充電し、バッテリＢＴの電圧が充電完
Ｔ電圧に達するε、トランジスタＱ９をオフしてサイリ
スタ３２をター・ンオフさせて充電を停止きせる充電制
御を行う。

［発明の効果］ 本発明は車速を検出する手段と１．停止時にモ・−夕へ
の電力供給を停止した時点からカウントを開始するタイ
マと、車体の移動を機械的にロックするロック手段と、
上記タイマが一定時間をカウントするか、車速か零にな
ったことを検出するかの、いずれか早い方のタイミング
で上記ロック手段を動作させて車体の移動を停止させる
制御手段とを備えたものであるから、平地や、下り坂で
は電力供給を停止後の一定時間後にロック手段により車
体の移動を機械的にロックすることにより、搭乗者にシ
ョックを与えることなく安全に且つスムーズに車体停止
を行うことができ、また上り坂の場合には車速が零にな
るタイミングで上記ロック手段による機械的にロックす
ることができるため、上り坂での後ずさりを防止するこ
とができるできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は同上のハ
ンドル部の上面図、第３図は同上のアクセルの側面図、
第４図は同上のブロック図、第５図は同上の具体回路図
、第６図は同上の動作説明用タイムチャート、第７図は
同上の動作説明用フローチャート、第８図及び第９図は
従来例の動作説明用タイムチャートである。 ５はモータ、１５は制御回路、１８はモータ駆動回路、
１９はタコジェネレータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車速を検出する手段と、停止時にモータへの電力
   供給を停止した時点からカウントを開始するタイマと、
   車体の移動を機械的にロックするロック手段と、上記タ
   イマが一定時間をカウントするか、車速が零になったこ
   とを検出するかの、いずれか早い方のタイミングで上記
   ロック手段を動作させて車体の移動を停止させる制御手
   段とを備えたことを特徴とする電動車椅子。