WO2021024847A1 - 電動台車 - Google Patents

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WO2021024847A1
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safety control
control unit
signal
cutoff
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弘幸 上松
英克 尾関
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B60T2201/10—Automatic or semi-automatic parking aid systems

Definitions

  • This disclosure relates to an electric trolley having an automatic driving function and a steering support function.
  • Some human-boarding type electric trolleys such as electric wheelchairs have a function of not only operating and traveling by a person but also detecting an obstacle by an obstacle detection sensor and stopping the electric trolley.
  • safety is ensured by stopping the electric trolley in order to prevent danger due to runaway or collision.
  • the power supply circuit that supplies power to the electric unit is cut off when an abnormality occurs (Patent Document 1).
  • the electric trolley in the present disclosure is an electric trolley that travels by controlling a motor attached to a drive wheel by a motor driver, and has a safety control unit that determines whether or not to stop driving the drive wheel, and the motor.
  • the safety control unit is provided with an operation permission signal for permitting the operation of the motor and a drive command unit for outputting a control signal for controlling the operation of the motor to the motor driver, and the safety control unit stops driving the drive wheels.
  • the input of the operation permission signal and the control signal to the motor driver is stopped.
  • Schematic diagram of the electric trolley according to the first embodiment of the present disclosure Schematic diagram of stop control according to the first embodiment of the present disclosure.
  • Schematic diagram of stop control according to the second embodiment of the present disclosure Schematic diagram of stop control according to the third embodiment of the present disclosure.
  • Schematic diagram of stop control according to the fourth embodiment of the present disclosure is a diagram of the electric trolley according to the first embodiment of the present disclosure.
  • An object of the present disclosure is to provide an electric trolley capable of mounting a configuration capable of stopping traveling more reliably with a small size and light weight.
  • FIG. 1 is a schematic view of the electric carriage 100 according to the first embodiment of the present disclosure as viewed from the side surface.
  • FIG. 2 is a schematic view of stop control according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the electric trolley 100 includes a main frame 101, training wheels 102, drive wheels 103, a motor 104, a brake 105, a power supply 106, a detection unit 107, and a control box 108.
  • the power source 106 is a high-voltage power source and supplies electric power to the motor driver 109, the motor 104, and the brake 105, which will be described later. That is, as shown in FIG. 2, the power supply 106, the motor driver 109, the motor 104, and the brake 105 belong to the high voltage power supply system.
  • the main frame 101 is provided with a seating portion 101A, a footrest portion 101B, a backrest portion 101C, and an armrest portion 101D.
  • a joystick 101E is provided on the armrest portion 101D.
  • a pair of training wheels 102 are installed on the left and right sides of the front part of the electric carriage 100.
  • a pair of drive wheels 103 are installed on the left and right sides of the rear portion of the electric carriage 100, and are rotatably mounted on a rotation shaft (not shown) of the motor 104.
  • the motor 104 is provided for each of the left and right drive wheels 103, and drives the left and right drive wheels 103 independently.
  • the brake 105 is provided for each of the left and right drive wheels 103, and brakes the left and right drive wheels 103.
  • the power supply 106 supplies electric power to the motor 104.
  • the detection unit 107 includes at least one of an obstacle detection unit 107A, an area detection unit 107B, a speed detection unit 107C, and a step detection unit 107D which is an example of a road surface detection unit.
  • the detection unit 107 is connected to the drive command unit 110 and the safety control unit 113, which will be described later.
  • the obstacle detection unit 107A is arranged near the front of the electric carriage 100, for example.
  • the obstacle detection unit 107A detects an obstacle by measuring the distance to a surrounding object, and outputs the detected information to the safety control unit 113 described later.
  • the obstacle detection unit 107A is, for example, a laser sensor, which irradiates the periphery of the electric carriage 100 with infrared laser light to irradiate a fan-shaped field centered on the sensor with a fine pitch such as every 0.36 degrees. Scan about 270 degrees horizontally with. Then, the obstacle detection unit 107A detects the distance to the surrounding object based on the time until the reflected light is observed.
  • a TOF (Time of Flight) sensor may be used as the obstacle detection unit 107A.
  • the obstacle detection unit 107A is realized by a simpler configuration than the laser sensor.
  • a stereo camera may be used as the obstacle detection unit 107A.
  • the obstacle detection unit 107A can acquire color information and the like in addition to the depth information. Therefore, it is possible to acquire more detailed information about the surrounding environment and obstacles, and realize highly accurate operation control and accurate obstacle avoidance.
  • the area detection unit 107B is arranged near the front of the electric carriage 100, for example.
  • the area detection unit 107B detects the area information of whether the current traveling area is a travelable area that can be safely traveled or is a dangerous area, and outputs the detected area information to the safety control unit 113. .. Specifically, the area detection unit 107B receives a signal from a signal transmitter fixed to the traveling environment side and detects what kind of region the current traveling region is.
  • the speed detection unit 107C is connected to, for example, the motor 104 or is arranged in the vicinity of the motor 104.
  • the speed detection unit 107C detects the traveling speed of the electric carriage 100 and outputs the information of the detected speed to the safety control unit 113. Specifically, the speed detection unit 107C calculates the rotation speeds of the motor 104 and the drive wheels 103 by reading the rotation angle of the motor 104, and detects the traveling speed of the electric carriage 100.
  • the step detection unit 107D is arranged near the front of the electric carriage 100, for example.
  • the step detection unit 107D detects the step on the traveling road surface and outputs the information of the detected step to the safety control unit 113.
  • the step detection unit 107D is, for example, a laser sensor, which irradiates the periphery of the electric carriage 100 with infrared laser light to irradiate a fan-shaped field centered on the sensor at a fine pitch such as every 0.36 degrees. Scan about 270 degrees in the height direction. Then, the step detection unit 107D detects the distance to the traveling road surface based on the time until the reflected light is observed.
  • a TOF sensor may be used as the step detection unit 107D.
  • the step detection unit 107D is realized by a simpler configuration than the laser sensor.
  • a stereo camera may be used as the step detection unit 107D.
  • the step detection unit 107D can acquire color information and the like in addition to the depth information. Therefore, it is possible to acquire more detailed information about the step, and to realize highly accurate operation control and accurate step avoidance.
  • the obstacle detection unit 107A, the area detection unit 107B, the speed detection unit 107C, and the step detection unit 107D each output the configuration of sensors and the like for detecting the state information and the detected state information to the safety control unit 113. It is assumed that the configuration of the processor or the like that converts or calculates the information to be performed may be grouped together.
  • the information detected by the detection unit 107 may be further used for improving the runnability of the electric carriage 100, for example, obstacle avoidance and route generation.
  • the drive command unit 110 which will be described later, instead of the safety control unit 113, performs control to improve the running performance based on the information detected by the detection unit 107. That is, it is desirable that the configuration for processing and outputting the detection information by the detection unit 107 for improving the running performance and the configuration for processing and outputting for improving the safety are separately configured. As a result, even if a failure or defect occurs in one of the configurations and an abnormality occurs in the control, the operation of the electric carriage 100 can be stopped by the other configuration.
  • the safety control unit 113 controls to stop the drive of the electric carriage 100 based on the information detected by the detection unit 107, as will be described later. Further, when an abnormality occurs in the control by the safety control unit 113, the drive command unit 110 controls to stop the drive of the electric carriage 100 based on the operation amount of the joystick 101E.
  • the control box 108 is provided with a motor driver 109, a drive command unit 110, an operation cutoff unit 111, a control cutoff unit 112, and a safety control unit 113.
  • the motor driver 109 belongs to the high voltage power supply system, but the drive command unit 110, the operation cutoff unit 111, the control cutoff unit 112, and the safety control unit 113 belong to the low voltage power supply system.
  • Power is supplied from the power supply 106 to the drive command unit 110, the safety control unit 113, and the like belonging to the low-voltage power supply system, for example, via a step-down device.
  • the control box 108, the power supply 106, and the like are preferably provided apart from the seating portion 101A, the backrest portion 101C, and the like in order to reduce discomfort to the passenger due to exhaust heat. Further, the control box 108, the power supply 106, and the like are preferably provided below the electric carriage 100 in order to reduce the instability caused by the height of the center of gravity of the electric carriage 100.
  • the motor driver 109 controls the rotation of each motor 104 to operate the motor 104.
  • the motor driver 109 is in a state in which the motor 104 can be controlled by inputting an operation permission signal from the drive command unit 110. After that, the motor driver 109 controls the rotation of the motor 104 so as to operate the motor 104 according to the control signal input from the drive command unit 110. That is, the motor driver 109 does not control the motor 104 unless an operation permission signal is input from the drive command unit 110. For example, the motor driver 109 does not control the motor 104 when a control signal is input from the drive command unit 110 in a state where the operation permission signal is not input from the drive command unit 110.
  • the drive command unit 110 When the drive command unit 110 can give a command to the motor driver 109, the drive command unit 110 outputs an operation permission signal to the motor driver 109. After that, when the operation amount of the joystick 101E is input, the drive command unit 110 determines the rotation speed of the motor 104 based on the operation amount of the joystick 101E, and outputs a control signal to the motor driver 109.
  • the control signal includes a control value based on the rotation speed of the motor 104.
  • the drive command unit 110 may transmit an operation permission signal when detecting the start-up of the power supply 106 of the electric carriage 100. That is, the drive command unit 110 transmits an operation permission signal when the travel control becomes possible. At this time, when the drive command unit 110 detects that the electric carriage 100 has been stopped for a predetermined period for power saving, the drive command unit 110 may stop the transmission of the operation permission signal. Further, the drive command unit 110 may transmit an operation permission signal when there is no failure of the detection unit 107, an abnormality of the safety control unit 113, or the like and there is no problem in running the electric carriage 100.
  • the abnormality means, for example, a state in which power is not supplied to the detection unit 107, a state in which communication between communication configurations cannot be performed, and the like.
  • the drive command unit 110 confirms whether or not these states are occurring by inputting the detection information from the detection unit 107 or performing communication, and if not, transmitting an operation permission signal. Is desirable. Further, the drive command unit 110 may transmit an operation permission signal when it is determined that there is no problem in traveling in the surrounding environment of the electric carriage 100 based on the detection information by the detection unit 107. Further, the drive command unit 110 may transmit an operation permission signal when an instruction is input by a manual operation by the user.
  • the brake device included in the electric trolley 100 may be released by the passenger, or a user's instruction to operate the electric trolley 100 may be input by a terminal or the like capable of communicating with the electric trolley 100. You may. Further, the fact that the drive command unit 110 can give a command to the motor driver 109 may be automatically determined by the drive command unit 110 or may be input manually.
  • the drive command unit 110 may continuously transmit an operation permission signal while determining that the motor driver 109 can be commanded, and may stop transmitting the operation permission signal when the command is no longer possible.
  • the operation command unit 10 transmits an operation permission signal in addition to the control signal.
  • the operation command unit 10 erroneously transmits the control signal, the erroneously transmitted control signal can be invalidated by not transmitting the operation permission signal. Therefore, safety can be improved.
  • the drive command unit 110 determines the rotation speed of the motor 104 so that the electric carriage 100 operates at the set maximum speed or less.
  • the drive command unit 110 may output an operation permission signal or a control signal to the respective motor drivers 109 at the same time, or may input them individually.
  • the joystick 101E may be in another form such as a handle or a remote controller.
  • the operation cutoff unit 111 When the operation cutoff signal is input from the safety control unit 113, the operation cutoff unit 111 cuts off the operation permission signal input from the drive command unit 110 to the motor driver 109. When the operation cutoff signal is not input from the safety control unit 113, the operation cutoff unit 111 does not cut off the operation permission signal output from the drive command unit 110 to the motor driver 109.
  • the operation cutoff unit 111 is a switching element, and is composed of, for example, a tri-state buffer.
  • the operation cutoff unit 111 is provided one by one for each motor driver 109, but the present invention is not limited to this, and the operation permission signal input from the drive command unit 110 to each motor driver 109 is transmitted by one operation cutoff unit 111. You may shut it off. However, by providing one operation cutoff unit 111 for each motor driver 109, when the motor driver 109 is replaced according to the drive wheels 103 or the motor 104, or when the number of motor drivers 109 is increased or decreased, etc. , The operation cutoff unit 111 can be easily made to correspond to the specifications of the respective motor drivers 109.
  • control cutoff unit 112 When the control cutoff signal is input from the safety control unit 113, the control cutoff unit 112 cuts off the control signal input from the drive command unit 110 to the motor driver 109. When the control cutoff signal is not input from the safety control unit 113, the control cutoff unit 112 does not cut off the control signal output from the drive command unit 110 to the motor driver 109.
  • the control cutoff unit 112 is a switching element, and is composed of, for example, a tri-state buffer.
  • the configuration is such that one control cutoff unit 112 is provided for each motor driver 109, but the present invention is not limited to this, and the operation permission signal input from the drive command unit 110 to each motor driver 109 is transmitted by one control cutoff unit 112. You may shut it off.
  • the control cutoff unit 112 can be easily made to correspond to the specifications of each motor driver 109.
  • the safety control unit 113 determines whether or not it is necessary to stop the drive of the electric carriage 100 based on the information input from the detection unit 107. When the safety control unit 113 determines that it is necessary to stop driving the electric trolley 100, the safety control unit 113 sends an operation cutoff signal to the operation cutoff unit 111 and a control cutoff signal to the control cutoff unit 112, which are independent routes. Is output, and the drive of the motor 104 is stopped. That is, the safety control unit 113 has at least one connection means for inputting the operation cutoff signal to the operation cutoff unit 111 and at least one connection means for inputting the control cutoff signal to the control cutoff unit 112.
  • the safety control unit 113 stops the operation of the motor driver 109 by controlling the output of the operation permission signal and the operation of the motor 104 independently of each other.
  • the safety control unit 113 stops the control of the motor 104 by the motor driver 109 by controlling the operation cutoff unit 111 and the control cutoff unit 112 independently of each other.
  • the safety control unit 113 operates the brake 105 by inputting a brake signal to the brake 105 at the same time or when the speed is not sufficiently decelerated even after a certain period of time has elapsed, thereby braking the drive wheels 103. You may.
  • the case where the speed is not sufficiently decelerated means, for example, the case where the speed is not zero.
  • the safety control unit 113 determines whether or not it is necessary to stop the driving of the electric carriage 100, for example, as follows.
  • the safety control unit 113 detects that the speed of the electric trolley 100 detected by the speed detection unit 107C exceeds, for example, a preset speed, the safety control unit 113 determines that it is necessary to stop driving the electric trolley 100. .. At this time, specifically, a situation may occur in which the motor driver 109 is not normally controlled due to an abnormality in the drive command unit 110 or the like, and a runaway or collision may occur.
  • the safety control unit 113 determines that it is necessary to stop the driving of the electric carriage 100 when the obstacle detection unit 107A detects an obstacle in the very vicinity. At this time, specifically, there is a possibility that a collision with a nearby obstacle may occur. Alternatively, the safety control unit 113 may simply determine that when the obstacle detection unit 107A detects an obstacle within a predetermined area, it is necessary to stop the driving of the electric carriage 100. At this time, when an obstacle separated from the electric trolley 100 by a certain distance is detected, the driving of the electric trolley 100 is stopped, so that a collision can be prevented.
  • the safety control unit 113 stops driving the electric trolley 100 based on the speed of the electric trolley 100 detected by the speed detection unit 107C and the distance to the surrounding obstacles detected by the obstacle detection unit 107A. Determine what is needed. More specifically, the safety control unit 113 estimates the traveling locus when the electric bogie 100 is braked from the current traveling speed of the electric bogie 100 detected by the speed detection unit 107C, and the inside of the traveling locus. When an obstacle is detected by the obstacle detection unit 107A, it is determined that it is necessary to stop the driving of the electric carriage 100. At this time, an obstacle may exist in the estimated traveling path of the electric carriage 100, and a collision may occur.
  • the safety control unit 113 determines that it is necessary to stop the driving of the electric trolley 100 when the step detection unit 107D detects a concave step on the traveling road surface. At this time, specifically, it is conceivable that the electric trolley 100 may fall or fall due to the concave step, which may cause the occupant to fall or the surrounding persons below the step to be harmed.
  • the safety control unit 113 determines that it is necessary to stop the drive of the electric carriage 100 based on the area information detected by the area detection unit 107B. Specifically, the safety control unit 113 determines whether or not it is necessary to stop driving the electric trolley 100 based on whether or not the current traveling area is a dangerous area. For example, even if a transmitter is installed in the travelable area and the safety control unit 113 determines that the vehicle is in the travelable area while receiving a signal and determines that the vehicle is in the dangerous area when the signal is interrupted. good. Further, a transmitter may be installed in the dangerous area, and when the safety control unit 113 receives a signal, it may be determined to be the dangerous area. Further, ID and attribute information may be added to the signal of the signal transmitter installed in the traveling environment, and the safety control unit 113 may determine whether it is a travelable area or a dangerous area based on the contents.
  • the drive command unit 110 and the safety control unit 113 may be configured on the same microcomputer, but it is desirable that the drive command unit 110 and the safety control unit 113 are separately configured by separating the cores in the microcomputer. More preferably, the drive command unit 110 and the safety control unit 113 are physically separated by being configured by a separate microcomputer or the like. As a result, even if a failure or defect occurs in one of them and an abnormality occurs in the control, the operation of the electric carriage 100 can be stopped by the other. For example, when an abnormality occurs in the control by the drive command unit 110, the safety control unit 113 controls to stop the drive of the electric carriage 100 based on the information detected by the detection unit 107.
  • the safety control unit 113 When an abnormality occurs in the control by the safety control unit 113, for example, the fact of the abnormality is notified to the user by using a display device, a notification device, or the like. As a result, the user side can recognize that the safety control unit 113 cannot operate, and the drive command unit 110 controls to stop the drive of the electric carriage 100 based on the amount of operation of the joystick 101E by the user. Contribute to what you do. Further, for example, the safety control unit 113 may be designed so that the safety control unit 113 automatically outputs the operation cutoff signal and the control cutoff signal when an abnormality occurs in the control by the safety control unit 113. By doing so, the driving of the electric carriage 100 can be stopped when an abnormality occurs in the safety control unit 113, and the vehicle can travel with higher safety.
  • the detection unit 107 is arranged on the electric carriage 100 and is connected to the safety control unit 113 by wire or wirelessly. Alternatively, the detection unit 107 already mounted on the electric carriage 100 and the safety control unit 113 are connected by wire or wirelessly.
  • the operation cutoff unit 111 is arranged between the connection means for inputting the operation permission signal from the drive command unit 110 to the motor driver 109, and the operation cutoff unit 111 and the safety control unit 113 are connected by wire or wirelessly. ..
  • a control cutoff unit 112 is arranged between the connection means for inputting a control signal from the drive command unit 110 to the motor driver 109, and the control cutoff unit 112 and the safety control unit 113 are connected by wire or wirelessly.
  • the drive command unit 110 and the safety control unit 113 can be realized by a computer program.
  • a computer that implements the above-mentioned drive command unit 110 and safety control unit 113 by a program may optionally include a processor, an output device, a memory, a storage, and a power supply circuit. These components are connected to the bus and can communicate with each other.
  • a processor is an example of a circuit or device having computing power.
  • the processor for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), and a GPU (Graphics Processing Unit) may be used.
  • a CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the output device may include, for example, a display (or monitor).
  • the memory stores, for example, a program executed by the processor and data or information processed according to the execution of the program.
  • the memory may include a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory).
  • the RAM may be used as the work memory of the processor.
  • the "program” may be referred to as "software” or "application”.
  • the storage stores the program executed by the processor and the data or information processed according to the execution of the program.
  • the storage may include, for example, a semiconductor drive device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • a semiconductor drive device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • Non-volatile memory, such as flash memory, may be included in the storage in addition or in place of the semiconductor drive device.
  • the program and / or data may be provided in a form recorded on a recording medium that can be read by a computer (processor).
  • recording media include flexible discs, CD-ROMs, CD-Rs, CD-RWs, MOs, DVDs, Blu-ray discs, portable hard disks, and the like.
  • semiconductor memories such as USB (Universal Serial Bus) and memory are also examples of recording media.
  • program and / or data may be provided (downloaded) from the server to the computer via the communication line, for example.
  • programs and / or data may be provided to a computer through a communication device and stored in memory and / or storage.
  • the program and / or data may also be provided to the computer through an input device and stored in memory and / or storage.
  • the operation cutoff unit 111 cuts off the operation permission signal output from the drive command unit 110 to the motor driver 109, but the present invention is not limited to this.
  • the operation permission signal may be generated by dividing the voltage from the power supply 106.
  • the operation blocking unit 111 is configured to block the operation permission signal. Further, even if the operation of the motor driver 109 is stopped by outputting the operation disapproval signal from the safety control unit 113 to the drive command unit 110 so as not to output the operation permission signal without providing the operation cutoff unit 111. good. Further, the operation of the motor driver 109 is stopped by outputting a control signal for reducing the amount of power supplied to the motor 104 to 0 from the safety control unit 113 to the drive command unit 110 without providing the control cutoff unit 112. Is also good.
  • the safety control unit 113 may release the cutoff after confirming that the stop of the electric trolley 100 has elapsed for a certain period of time based on the traveling speed of the electric trolley 100 detected by the speed detection unit 107C. Specifically, when the safety control unit 113 confirms that the stop of the electric carriage 100 has elapsed for a certain period of time, the safety control unit 113 stops the output of the control cutoff signal and the operation cutoff signal. Alternatively, the safety control unit 113 may confirm that there is no problem in running in the surrounding environment of the electric carriage 100 based on the detection information by the detection unit 107, and release the cutoff.
  • the safety control unit 113 determines when an obstacle is not detected by the obstacle detection unit 107A, or when the current traveling area detected by the area detection unit 107B is not a dangerous area, or by the step detection unit 107D. When the step is not detected, the output of the control cutoff signal and the operation cutoff signal is stopped based on either of the above. Alternatively, the safety control unit 113 may release the cutoff by a manual operation by the user. Specifically, the safety control unit 113 may be an input device by a passenger, a companion, or the like (for example, a device that inputs only an intention such as a switch, and includes a display unit such as a touch panel, and presents other information. However, when an instruction to release the cutoff is input, the output of the control cutoff signal and the operation cutoff signal is stopped.
  • the configuration included in the electric carriage 100 does not have to be limited to the arrangement, shape, and size shown in FIG. 1, and can be appropriately changed according to the design of the electric carriage 100.
  • the electric carriage 100 cuts off the operation cutoff unit 111 that cuts off the operation permission signal transmitted from the operation command unit 110 and the control signal instead of the cutoff circuit that cuts off the power supply circuit.
  • a control cutoff unit 112 is provided. Since the power supply circuit belongs to the high-voltage power supply system, the cutoff circuit is large and heavy.
  • the operation cutoff unit 111 and the control cutoff unit 112 arranged between the drive command unit 110 and the motor driver 109 belong to the low voltage power supply system. Therefore, the electric carriage 100 in the present disclosure can be implemented in a compact and lightweight configuration capable of stopping traveling more reliably.
  • FIG. 3 is a schematic view of stop control according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the electric carriage 100a according to the second embodiment will be mainly described as being different from the electric carriage 100 according to the first embodiment. Specifically, in the electric carriage 100a according to the second embodiment, the connection relationship between the detection unit, the safety control unit, and the drive command unit is different.
  • the detection unit 107 is connected only to the safety control unit 113a.
  • the drive command unit 110a acquires the information output by the detection unit 107 via the safety control unit 113a.
  • the safety control unit 113a includes a management unit 114.
  • the management unit 114 manages the detection unit 107, acquires the information output by the detection unit 107, and outputs the acquired information to the drive command unit 110a.
  • the safety control unit 113a acquires the information output from the detection unit 107 before the drive command unit 110a, and confirms the content thereof. Therefore, the safety control unit 113a can confirm the information input to the drive command unit 110a. Further, the safety control unit 113a can guarantee that the drive command unit 110a and the safety control unit 113a are operating according to the same information of the detection unit 107. Since the detection unit 107 has a single output destination, it can be applied even to a detection unit in which it is difficult to branch the output signal.
  • the safety control unit 113a may output the information from the detection unit 107 to the drive command unit 110a only when it is determined that the safety state is based on the information from the detection unit 107. In this case, the safety control unit 113a can operate the drive command unit 110a based on the information of the detection unit 107 determined to be in the safe state.
  • the feedback to the detection unit 107 is two systems, the drive command unit 110 and the safety control unit 113.
  • the management unit 114 can centrally manage the feedback to the detection unit 107.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of stop control according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the electric trolley 100b according to the third embodiment has a function of monitoring the operation of the operation cutoff unit 111 and the control cutoff unit 112.
  • the safety control unit 113b includes a first monitoring unit 115 and a second monitoring unit 116.
  • the first monitoring unit 115 monitors the signal output from the operation cutoff unit 111 to the motor driver 109.
  • the second monitoring unit 116 monitors the signal output from the control cutoff unit 112 to the motor driver 109.
  • the safety control unit 113b can confirm whether or not the operation cutoff unit 111 and the control cutoff unit 112 are functioning normally.
  • the safety control unit 113b may include a single monitoring unit that integrates the functions of the two monitoring units. Further, the safety control unit 113a according to the second embodiment may include a first monitoring unit 115 and a second monitoring unit 116.
  • FIG. 5 is a schematic view of stop control according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the differences between the electric trolley 100c according to the fourth embodiment and the electric trolley 100 according to the first embodiment will be mainly described. Specifically, in the electric carriage 100c according to the fourth embodiment, the configuration for outputting the operation cutoff signal and the configuration for outputting the control cutoff signal are independent.
  • the safety control unit 113c includes a first determination unit 117 and a second determination unit 118.
  • the first determination unit 117 determines that it is necessary to stop the driving of the electric carriage 100c based on the information from the detection unit 107
  • the first determination unit 117 outputs an operation interruption signal to the operation interruption unit 111.
  • the second monitoring unit 116 determines that it is necessary to stop the driving of the electric carriage 100c based on the information from the detection unit 107
  • the second monitoring unit 116 outputs a control cutoff signal to the control cutoff unit 112.
  • first judgment unit 117 and the second judgment unit 118 are separately configured by separating the cores in the same microcomputer. More preferably, the first determination unit 117 and the second determination unit 118 are physically separated by being configured by a separate microcomputer or the like.
  • the first judgment unit 117 and the second judgment unit 118 perform mutual monitoring and monitor that the other is operating normally. As a result, even if the first determination unit 117 or the second determination unit 118 fails, the cutoff signal by the other determination unit is reliably output.
  • the electric trolley of the present disclosure is useful in areas where it is necessary to move indoors and outdoors.

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Abstract

電動台車（１００）は、駆動輪（１０３）の駆動を停止すべきかどうかを判断する安全制御部（１１３）と、モータ（１０４）を動作させることを許可する動作許可信号、及び、モータ（１０４）の動作を制御する制御信号をモータドライバ（１０９）へ出力する駆動指令部（１１０）と、を備え、安全制御部（１１３）は、駆動輪（１０３）の駆動を停止すべきと判断した場合、モータドライバ（１０９）への動作許可信号及び制御信号の入力を停止する制御を行う。

Description

電動台車
　本開示は、自動運転機能や操縦支援機能を有する電動台車に関するものである。
　電動車いすのような人搭乗型の電動台車において、人が操作して走行するだけでなく、障害物検知センサにより障害物を検知して、電動台車を停止させる機能を有するものがある。このような電動台車では、万一、電動台車に異常が発生した場合、暴走や衝突による危険を防ぐために、電動台車を停止させることにより安全の確保が行なわれる。従来、走行を行なうための駆動を行なう電動部を停止させるために、異常発生時に、電動部への電源を供給する電源回路を遮断することが行なわれている（特許文献１）。
特許第４１３４７１９号公報
　本開示における電動台車は、駆動輪に取り付けられたモータをモータドライバによって制御することで走行する電動台車であって、前記駆動輪の駆動を停止すべきかどうかを判断する安全制御部と、前記モータを動作させることを許可する動作許可信号、及び、前記モータの動作を制御する制御信号を前記モータドライバへ出力する駆動指令部と、を備え、前記安全制御部は、前記駆動輪の駆動を停止すべきと判断した場合、前記モータドライバへの前記動作許可信号及び前記制御信号の入力を停止する制御を行う。
本開示の第１の実施形態における電動台車の概要図 本開示の第１の実施形態における停止制御の概要図 本開示の第２の実施形態における停止制御の概要図 本開示の第３の実施形態における停止制御の概要図 本開示の第４の実施形態における停止制御の概要図
　上述のように、従来、電動台車の異常発生時に、電源回路を遮断することにより電動部の駆動を停止し、安全性を確保することが行われている。しかしながら、電動部に供給する大きな電流を遮断するためには、遮断回路が大きくなることが多く、重量も大きくなる。
　本開示は、より確実に走行を停止することができる構成を小型かつ軽量で実装することができる電動台車を提供することを目的とする。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付している。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体として、模式的に示している。
　＜第１の実施形態＞
　本開示の電動台車について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本開示の第１の実施形態における電動台車１００の側面から見た概要図である。また、図２は、本開示の第１の実施形態における停止制御の概要図である。
　電動台車１００は、メインフレーム１０１、補助輪１０２、駆動輪１０３、モータ１０４、ブレーキ１０５、電源１０６、検出部１０７及び制御ボックス１０８を含む。電源１０６は、高圧電源であり、後述のモータドライバ１０９、モータ１０４およびブレーキ１０５に電力を供給する。すなわち、図２に示すように、電源１０６、モータドライバ１０９、モータ１０４およびブレーキ１０５は、高圧電源系に属する。
　メインフレーム１０１には、着座部１０１Ａ、フットレスト部１０１Ｂ、背もたれ部１０１Ｃ、アームレスト部１０１Ｄが設けられる。アームレスト部１０１Ｄには、ジョイスティック１０１Ｅが設けられる。
　補助輪１０２は、電動台車１００の前部において、左右に一対設置される。駆動輪１０３は、電動台車１００の後部において、左右に一対設置され、モータ１０４の図示しない回転軸に回転自在に軸着される。モータ１０４は、左右の駆動輪１０３のそれぞれに対して設けられ、左右の駆動輪１０３を独立に駆動する。ブレーキ１０５は、左右の駆動輪１０３のそれぞれに対して設けられ、左右の駆動輪１０３を制動する。電源１０６は、モータ１０４へ電力を供給する。
　検出部１０７は、障害物検出部１０７Ａ、領域検出部１０７Ｂ、速度検出部１０７Ｃ、路面検出部の一例である段差検出部１０７Ｄのうち少なくとも１つを含む。検出部１０７は、後述の駆動指令部１１０および安全制御部１１３と接続する。
　障害物検出部１０７Ａは、例えば電動台車１００の前方付近に配置される。障害物検出部１０７Ａは、周囲物体までの距離を計測することで障害物を検出し、検出した情報を後述する安全制御部１１３へ出力する。具体的には、障害物検出部１０７Ａは、例えばレーザセンサであり、赤外線レーザ光を電動台車１００の周辺に照射して、センサを中心とした扇形のフィールドを０．３６度毎等の細かいピッチで水平方向に約２７０度スキャンする。そして、障害物検出部１０７Ａは、その反射光が観察されるまでの時間に基づいて、周囲の物体までの距離を検出する。なお、障害物検出部１０７Ａとして、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサを用いても良い。この場合、障害物検出部１０７Ａは、レーザセンサより簡易な構成によって実現される。また、障害物検出部１０７Ａとして、ステレオカメラを用いても良い。この場合、障害物検出部１０７Ａは、奥行き情報に加え、色情報等も取得できる。そのため、周囲環境や障害物についてより詳細な情報を取得し、精度の高い動作制御や的確な障害物回避を実現することができる。
　領域検出部１０７Ｂは、例えば電動台車１００の前方付近に配置される。領域検出部１０７Ｂは、現在の走行領域が安全に走行可能な走行可能領域であるかどうか、あるいは危険領域であるかどうかの領域情報を検出し、検出した領域情報を安全制御部１１３へ出力する。具体的には、領域検出部１０７Ｂは、走行環境側に固定された信号発信機からの信号を受信して、現在の走行領域がどのような領域であるかを検出する。
　速度検出部１０７Ｃは、例えばモータ１０４に接続またはモータ１０４近傍に配置される。速度検出部１０７Ｃは、電動台車１００の走行速度を検出し、検出した速度の情報を安全制御部１１３へ出力する。具体的には、速度検出部１０７Ｃは、モータ１０４の回転角度を読み取ることによって、モータ１０４、そして駆動輪１０３の回転速度を算出し、電動台車１００の走行速度を検出する。
　段差検出部１０７Ｄは、例えば電動台車１００の前方付近に配置される。段差検出部１０７Ｄは、走行路面の段差を検出し、検出した段差の情報を安全制御部１１３へ出力する。具体的には、段差検出部１０７Ｄは、例えばレーザセンサであり、赤外線レーザ光を電動台車１００の周辺に照射して、センサを中心とした扇形のフィールドを０．３６度毎等の細かいピッチで高さ方向に約２７０度スキャンする。そして、段差検出部１０７Ｄは、その反射光が観察されるまでの時間に基づいて、走行路面までの距離を検出する。そして、走行路面までの距離が連続的でなくなった場合や、大きく変化した場合等、所定の条件に基づき、走行路面に段差があると判断する。なお、段差検出部１０７Ｄとして、ＴＯＦセンサを用いても良い。この場合、段差検出部１０７Ｄは、レーザセンサより簡易な構成によって実現される。また、段差検出部１０７Ｄとして、ステレオカメラを用いても良い。この場合、段差検出部１０７Ｄは、奥行き情報に加え、色情報等も取得できる。そのため、段差についてより詳細な情報を取得し、精度の高い動作制御や的確な段差回避を実現することができる。
　なお、障害物検出部１０７Ａ、領域検出部１０７Ｂ、速度検出部１０７Ｃ及び段差検出部１０７Ｄは、それぞれ、状態情報を検出するセンサ類等の構成と、検出された状態情報を安全制御部１１３に出力する情報に変換または演算するプロセッサ等の構成とが、ひとまとめにされていても良いものとする。
　検出部１０７によって検出された情報は、例えば障害物回避や経路生成等、電動台車１００の走行性の向上のためにさらに用いられても良い。この際、安全制御部１１３でなく後述する駆動指令部１１０が、検出部１０７によって検出された情報に基づき、走行性を向上させる制御を行うことが望ましい。すなわち、検出部１０７による検出情報を、走行性の向上のために処理・出力する構成と、安全性の向上のために処理・出力する構成とは、別々に構成されることが望ましい。このことで、いずれかの構成に故障や不良等が発生し、制御に異常が発生した場合においても、もう一方の構成によって電動台車１００の動作を停止することができる。例えば、駆動指令部１１０による制御に異常が発生した場合は、後述するように、検出部１０７によって検出された情報に基づき、安全制御部１１３が電動台車１００の駆動を停止させるよう制御を行う。また、安全制御部１１３による制御に異常が発生した場合は、ジョイスティック１０１Ｅの操作量に基づき、駆動指令部１１０が電動台車１００の駆動を停止させるよう制御を行う。
　制御ボックス１０８には、モータドライバ１０９、駆動指令部１１０、動作遮断部１１１、制御遮断部１１２及び安全制御部１１３が設けられる。上述のように、モータドライバ１０９は、高圧電源系に属するが、駆動指令部１１０、動作遮断部１１１、制御遮断部１１２及び安全制御部１１３は、低圧電源系に属する。なお、低圧電源系に属する駆動指令部１１０や安全制御部１１３等に対しては、例えば、降圧器を介して、電源１０６から電力が供給される。
　制御ボックス１０８や、電源１０６等は、排熱による搭乗者への不快感を低減させるために、着座部１０１Ａや背もたれ部１０１Ｃなどから離して設けられることが好ましい。また、制御ボックス１０８や電源１０６等は、電動台車１００の重心位置が高くなることで不安定になることを低減するために、電動台車１００の下方に設けられることが好ましい。
　モータドライバ１０９は、電源１０６から動作のための電力が供給されると、それぞれのモータ１０４の回転を制御し、モータ１０４を動作させる。
　モータドライバ１０９は、駆動指令部１１０から動作許可信号が入力されることによって、モータ１０４を制御することが可能な状態となる。その後、モータドライバ１０９は、駆動指令部１１０から入力される制御信号に従って、モータ１０４を動作させるようにモータ１０４の回転を制御する。すなわち、モータドライバ１０９は、駆動指令部１１０から動作許可信号が入力されない限りは、モータ１０４を制御しない。例えばモータドライバ１０９は、駆動指令部１１０から動作許可信号が入力されていない状態で、駆動指令部１１０から制御信号が入力されたとき、モータ１０４を制御しない。
　駆動指令部１１０は、モータドライバ１０９に指令可能となったとき、モータドライバ１０９へ動作許可信号を出力する。その後、駆動指令部１１０は、ジョイスティック１０１Ｅの操作量が入力されると、ジョイスティック１０１Ｅの操作量に基づきモータ１０４の回転速度を決定し、モータドライバ１０９へ制御信号を出力する。ここで、制御信号は、モータ１０４の回転速度に基づく制御値を含む。
　ここで、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ指令可能となったときについて説明する。例えば、駆動指令部１１０は、電動台車１００の電源１０６の立ち上げを検出すると、動作許可信号を送信してもよい。つまり、駆動指令部１１０は、走行制御可能になった場合に、動作許可信号を送信する。このとき、駆動指令部１１０は、省電力のために、電動台車１００が所定期間停止していることを検出した場合、動作許可信号の送信を停止してもよい。また、駆動指令部１１０は、検出部１０７の故障や安全制御部１１３の異常等が発生しておらず、電動台車１００に走行上の問題がないとき、動作許可信号を送信してもよい。ここで、異常とは、例えば検出部１０７に電源が供給されていない状態や、通信する構成同士の通信ができない状態などを示す。駆動指令部１１０は、検出部１０７からの検出情報を入力されたり、通信を行ったりすることで、これらの状態が起こっているかいないかを確認し、起こっていない場合に動作許可信号を送信することが望ましい。また、駆動指令部１１０は、検出部１０７による検出情報に基づいて電動台車１００の周辺環境に走行上の問題がないと判断されたとき、動作許可信号を送信してもよい。また、駆動指令部１１０は、ユーザによる手動操作によって指示が入力されたとき、動作許可信号を送信してもよい。例えば、搭乗者によって電動台車１００に含まれるブレーキ装置が解除されたことにより行われても良いし、電動台車１００と通信可能な端末等によって、電動台車１００を動作させるというユーザの指示が入力されても良い。また、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ指令可能となったことは、駆動指令部１１０が自動的に判断しても良く、人の手によって入力されても良い。
　駆動指令部１１０は、モータドライバ１０９へ指令可能と判断している間、連続的に動作許可信号を送信し、指令可能ではなくなった場合、動作許可信号の送信を停止してもよい。
　このように、動作司令部１０は、制御信号に加えて、動作許可信号を送信する。これにより、動作司令部１０は、誤って制御信号を送信した場合でも、動作許可信号を送信しないことによって、誤って送信した制御信号を無効にすることができる。よって、安全性を向上させることができる。
　駆動指令部１１０によるモータ１０４の回転速度の決定に、ジョイスティック１０１Ｅの操作量だけでなく、例えばあらかじめ設定された速度に関する情報をさらに用いても良い。あらかじめ最高速度が設定されている場合、駆動指令部１１０は、設定された最高速度以下で電動台車１００が動作するように、モータ１０４の回転速度を決定する。なお、駆動指令部１１０は、それぞれのモータドライバ１０９へ同時に動作許可信号または制御信号を出力しても良く、個別に入力しても良い。また、ジョイスティック１０１Ｅは、例えばハンドルやリモコン等、他の形態であっても良い。
　動作遮断部１１１は、安全制御部１１３から動作遮断信号が入力されると、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ入力される動作許可信号を遮断する。なお、安全制御部１１３から動作遮断信号が入力されないとき、動作遮断部１１１は、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ出力する動作許可信号を遮断しない。
　動作遮断部１１１は、スイッチング素子であり、例えばトライステートバッファにより構成される。動作遮断部１１１を各モータドライバ１０９につき１つずつ設ける構成を採っているが、この限りでなく、駆動指令部１１０から各モータドライバ１０９に入力される動作許可信号を１つの動作遮断部１１１で遮断しても良い。ただし、動作遮断部１１１が各モータドライバ１０９につき１つずつ設けられることで、モータドライバ１０９を駆動輪１０３やモータ１０４に合わせて換装したり、モータドライバ１０９の数を増減させたりしたとき等に、動作遮断部１１１をそれぞれのモータドライバ１０９の仕様に簡易に対応させることが可能となる。
　制御遮断部１１２は、安全制御部１１３から制御遮断信号が入力されると、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ入力される制御信号を遮断する。なお、安全制御部１１３から制御遮断信号が入力されないとき、制御遮断部１１２は、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ出力する制御信号を遮断しない。
　制御遮断部１１２は、スイッチング素子であり、例えばトライステートバッファにより構成される。制御遮断部１１２を各モータドライバ１０９につき１つずつ設ける構成を採っているが、この限りでなく、駆動指令部１１０から各モータドライバ１０９に入力される動作許可信号を１つの制御遮断部１１２で遮断しても良い。ただし、制御遮断部１１２が各モータドライバ１０９につき１つずつ設けられることで、モータドライバ１０９を駆動輪１０３やモータ１０４に合わせて換装したり、モータドライバ１０９の数を増減させたりしたとき等に、制御遮断部１１２をそれぞれのモータドライバ１０９の仕様に簡易に対応させることが可能となる。
　安全制御部１１３は、検出部１０７から入力される情報に基づき、電動台車１００の駆動を停止する必要があるかどうかを判断する。安全制御部１１３は、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断した場合、動作遮断部１１１に対して動作遮断信号を、制御遮断部１１２に対して制御遮断信号を、それぞれ独立した経路で出力し、モータ１０４の駆動を停止する。すなわち、安全制御部１１３は、動作遮断部１１１に動作遮断信号を入力するための接続手段と、制御遮断部１１２に制御遮断信号を入力するための接続手段とを、それぞれ少なくとも１つ有する。
　安全制御部１１３は、動作許可信号の出力及びモータ１０４の動作を互いに独立して制御することで、モータドライバ１０９の動作を停止させる。本実施の形態では、安全制御部１１３は、動作遮断部１１１及び制御遮断部１１２を互いに独立して制御することで、モータドライバ１０９によるモータ１０４の制御を停止させる。このことにより、モータ１０４の駆動停止のための信号を入力する回路が２つ存在することとなり、モータ１０４の駆動をより確実に停止させることができる。また、安全制御部１１３は、これと同時に、あるいは一定時間経過後も速度が十分に減速されていない場合に、ブレーキ信号をブレーキ１０５に入力することでブレーキ１０５を動作させ、駆動輪１０３を制動しても良い。なお、十分に減速されていない場合とは、例えば速度がゼロとなっていない場合を意味する。このことで、モータ１０４の駆動停止のための信号を入力する回路が３つ存在することとなり、モータ１０４の駆動をより確実に停止させることができる。
　ここで、安全制御部１１３は、電動台車１００の駆動を停止する必要があるかどうかの判断を、例えば以下のようにして行う。
　安全制御部１１３は、速度検出部１０７Ｃによって検出された電動台車１００の速度が、例えばあらかじめ設定された速度を超えたことを検出した場合、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断する。このとき、具体的には、駆動指令部１１０の異常等によりモータドライバ１０９の正常な制御が行なわれていない等の事態が考えられ、暴走や衝突が発生する恐れがある。
　または、安全制御部１１３は、障害物検出部１０７Ａによって、きわめて近傍に障害物を検出した場合、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断する。このとき、具体的には、近傍の障害物との衝突が発生する恐れがある。または、安全制御部１１３は、より単純に、障害物検出部１０７Ａによってあらかじめ定められた領域内に障害物を検出した場合、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断しても良い。このとき、電動台車１００に対してある程度の距離離れた障害物を検出した時点で、電動台車１００の駆動を停止するため、衝突を予防することができる。
　または、安全制御部１１３は、速度検出部１０７Ｃによって検出された電動台車１００の速度と、障害物検出部１０７Ａによって検出された周囲の障害物までの距離とから、電動台車１００の駆動を停止する必要があることを判断する。より具体的には、安全制御部１１３は、速度検出部１０７Ｃによって検出された電動台車１００の現在の走行速度から、電動台車１００を制動した場合に走行する軌跡を推定し、その走行軌跡の内部において障害物検出部１０７Ａにより障害物が検出された場合に、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断する。このとき、電動台車１００の推定走行経路に障害物が存在することとなり、衝突が発生する恐れがある。
　または、安全制御部１１３は、段差検出部１０７Ｄにより、走行路面の凹段差を検出した場合、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断する。このとき、具体的には、凹段差により電動台車１００が転倒したり転落したりすることが考えられ、搭乗者の転落や段差下方にいる周辺者に危害が発生する恐れがある。
　または、安全制御部１１３は、領域検出部１０７Ｂによって検出された領域情報に基づいて、電動台車１００の駆動を停止する必要があると判断する。具体的には、安全制御部１１３は、現在の走行領域が危険な領域であるかどうかに基づいて、電動台車１００の駆動を停止する必要があるかどうかを判断する。例えば、走行可能領域に発信機を設置して、安全制御部１１３が信号を受信している間は走行可能領域であると判断し、信号が途切れた場合に危険領域であると判断しても良い。また、危険領域に発信機を設置して、安全制御部１１３が信号を受信した場合に危険領域であると判断してよい。また、走行環境上に設置した信号発信機の信号にＩＤや属性情報を付加し、この内容によって安全制御部１１３が走行可能領域か危険領域かの判断を行なっても良い。
　駆動指令部１１０と安全制御部１１３とは、同一のマイクロコンピュータ上に構成するなどして兼ねても良いが、マイクロコンピュータ内でのコアを分けるなどして別々に構成されることが望ましい。さらに望ましくは、駆動指令部１１０と安全制御部１１３とは、別個のマイクロコンピュータ等により構成されるなどして物理的に別々に構成されるのが良い。このことで、いずれかに故障や不良等が発生し、制御に異常が発生した場合においても、もう一方によって電動台車１００の動作を停止することができる。例えば、駆動指令部１１０による制御に異常が発生した場合は、検出部１０７によって検出された情報に基づき、安全制御部１１３が電動台車１００の駆動を停止させるよう制御を行う。また、安全制御部１１３による制御に異常が発生した場合は、例えば異常発生の事実を表示装置や報知装置等を用いてユーザに通知する。このことで、ユーザ側が、安全制御部１１３が稼働不能であることを認識することができ、ユーザによるジョイスティック１０１Ｅの操作量に基づき、駆動指令部１１０が電動台車１００の駆動を停止させるよう制御を行うことに寄与する。また、例えば、安全制御部１１３による制御に異常が発生した場合、安全制御部１１３が自動的に動作遮断信号及び制御遮断信号を出力するよう、安全制御部１１３を設計しても良い。こうすることで、安全制御部１１３に異常が発生した時点で、電動台車１００の駆動を停止することができ、より安全性の高い走行を行うことができる。
　安全制御部１１３を構成する場合、検出部１０７を電動台車１００に配置し、安全制御部１１３と有線又は無線で接続する。もしくは、既に電動台車１００に装備された検出部１０７と安全制御部１１３とを有線又は無線で接続する。次に、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ動作許可信号を入力するための接続手段間に、動作遮断部１１１を配置し、動作遮断部１１１と安全制御部１１３とを有線又は無線で接続する。また、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ制御信号を入力するための接続手段間に、制御遮断部１１２を配置し、制御遮断部１１２と安全制御部１１３とを有線又は無線で接続する。ただし、動作遮断部１１１及び制御遮断部１１２と安全制御部１１３とは、できる限り速い応答速度で反応することが望ましく、有線接続が好ましい。
　駆動指令部１１０や安全制御部１１３は、コンピュータプログラムにより実現され得る。上述した駆動指令部１１０や安全制御部１１３をプログラムにより実現するコンピュータは、例示的に、プロセッサ、出力装置、メモリ、ストレージ、及び、電源回路を備えてよい。これらの構成要素は、バスに接続されて相互に通信が可能である。
　プロセッサは、演算能力を備えた回路又はデバイスの一例である。プロセッサには、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、及び、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つが用いられてよい。
　出力装置は、例えば、ディスプレイ（又はモニタ）を含んでよい。
　メモリは、例えば、プロセッサによって実行されるプログラム、及び、プログラムの実行に応じて処理されるデータ又は情報を記憶する。メモリには、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）が含まれてよい。ＲＡＭは、プロセッサのワークメモリに用いられてよい。「プログラム」は、「ソフトウェア」あるいは「アプリケーション」と称されてもよい。
　ストレージは、プロセッサによって実行されるプログラム、及び、プログラムの実行に応じて処理されるデータ又は情報を記憶する。ストレージは、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、又は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）といった半導体ドライブ装置を含んでよい。半導体ドライブ装置の追加で又は代替で、フラッシュメモリのような不揮発性メモリが、ストレージに含まれてもよい。
　プログラム及び／又はデータは、コンピュータ（プロセッサ）が読取可能な記録媒体に記録された形態で提供されてよい。記録媒体の一例としては、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ポータブルハードディスク等が上げられる。また、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、メモリ等の半導体メモリも記録媒体の一例である。
　また、プログラム及び／又はデータは、例えば、サーバから通信回線を介してコンピュータに提供（ダウンロード）されてもよい。例えば、通信装置を通じてプログラム及び／又はデータがコンピュータに提供されて、メモリ及び／又はストレージに記憶されてよい。また、プログラム及び／又はデータは、入力装置を通じてコンピュータに提供されて、メモリ及び／又はストレージに記憶されてもよい。
　なお、本実施の形態では、動作遮断部１１１が、駆動指令部１１０からモータドライバ１０９へ出力する動作許可信号を遮断する例を示したが、これに限られない。例えば、動作許可信号は、電源１０６からの電圧を分圧することで生成されても良い。この場合においても、動作遮断部１１１は、動作許可信号を遮断するよう構成される。また、動作遮断部１１１を設けずに、動作許可信号を出力させないようにする動作不許可信号を安全制御部１１３から駆動指令部１１０に出力することで、モータドライバ１０９の動作を停止させても良い。また、制御遮断部１１２を設けずに、モータ１０４への電力供給量を０にする制御信号を、安全制御部１１３から駆動指令部１１０に出力することで、モータドライバ１０９の動作を停止させても良い。
　なお、安全制御部１１３は、速度検出部１０７Ｃが検出する電動台車１００の走行速度に基づき、電動台車１００の停止が一定時間経過したことを確認し、遮断を解除してもよい。具体的には、安全制御部１１３は、電動台車１００の停止が一定時間経過したことを確認した場合、制御遮断信号及び動作遮断信号の出力を停止する。または、安全制御部１１３は、検出部１０７による検出情報に基づき、電動台車１００の周辺環境に走行上の問題がないことを確認し、遮断を解除しても良い。具体的には、安全制御部１１３は、障害物検出部１０７Ａによって障害物が検出されないとき、もしくは領域検出部１０７Ｂによって検出される現在の走行領域が危険な領域でないとき、もしくは段差検出部１０７Ｄによって段差が検出されないとき、のいずれかに基づき、制御遮断信号及び動作遮断信号の出力を停止する。または、安全制御部１１３は、ユーザによる手動操作により、遮断を解除してもよい。具体的には、安全制御部１１３は、搭乗者や同伴者等による入力装置（例えばスイッチのように意思のみを入力する装置でも良く、タッチパネル等の表示部を含み、その他の情報を提示する装置でも良い）により、遮断を解除する指示が入力された場合、制御遮断信号及び動作遮断信号の出力を停止する。
　なお、電動台車１００に含まれる構成について、図１に示す配置や形状、大きさに限られる必要はなく、電動台車１００の設計に合わせて適宜変更することができる。
　上述のように、本開示に係る電動台車１００は、電源回路を遮断する遮断回路に代えて、動作司令部１１０から送信される動作許可信号を遮断する動作遮断部１１１と、制御信号を遮断する制御遮断部１１２を備える。電源回路は高圧電源系に属するため、遮断回路は大型で重い。一方、駆動指令部１１０とモータドライバ１０９との間に配置される動作遮断部１１１および制御遮断部１１２は、低圧電源系に属する。したがって、本開示における電動台車１００は、より確実に走行を停止することができる構成を小型かつ軽量で実装することができる。
　＜第２の実施形態＞
　本開示の第２の実施形態に係る電動台車１００ａについて、図３に基づいて説明する。図３は、本開示の第２の実施形態における停止制御の概要図である。
　ここでは、第２の実施形態に係る電動台車１００ａにおいて、第１の実施形態に係る電動台車１００と異なる点について主に説明する。具体的には、第２の実施形態に係る電動台車１００ａでは、検出部、安全制御部および駆動指令部の接続関係が異なる。
　図３に示すように、検出部１０７は、安全制御部１１３ａのみと接続する。駆動指令部１１０ａは、安全制御部１１３ａを介して、検出部１０７が出力する情報を取得する。
　具体的には、安全制御部１１３ａは、管理部１１４を備える。管理部１１４は、検出部１０７を管理し、検出部１０７が出力する情報を取得し、取得した情報を駆動指令部１１０ａに出力する。
　すなわち、安全制御部１１３ａは、駆動指令部１１０ａより先に、検出部１０７から出力された情報を取得し、その内容を確認する。そのため、安全制御部１１３ａは、駆動指令部１１０ａに入力される情報を確認することができる。さらに、安全制御部１１３ａは、駆動指令部１１０ａと、安全制御部１１３ａとが、同一の検出部１０７の情報によって動作していることを保証することができる。検出部１０７の出力先が単一であるため、出力信号の分岐が困難な検出部であっても適用することができる。
　安全制御部１１３ａは、検出部１０７からの情報に基づいて安全状態であると判定した場合にのみ、駆動指令部１１０ａに検出部１０７からの情報を出力してもよい。この場合、安全制御部１１３ａは、安全状態であると判断した検出部１０７の情報に基づいて、駆動指令部１１０ａを動作させることができる。
　第１の実施形態に係る電動台車１００では、検出部１０７へのフィードバックは、駆動指令部１１０および安全制御部１１３の２系統となる。一方、本実施形態では、管理部１１４が検出部１０７へのフィードバックを一元管理することができる。
　＜第３の実施形態＞
　本開示の第３の実施形態に係る電動台車１００ｂについて、図４に基づいて説明する。図４は、本開示の第３の実施形態における停止制御の概要図である。
　ここでは、第３の実施形態に係る電動台車１００ｂにおいて、第１の実施形態に係る電動台車１００と異なる点について主に説明する。具体的には、第３の実施形態に係る電動台車１００ｂでは、動作遮断部１１１および制御遮断部１１２の動作を監視する機能を有する。
　図４に示すように、本実施形態に係る安全制御部１１３ｂは、第１監視部１１５および第２監視部１１６を備える。第１監視部１１５は、動作遮断部１１１からモータドライバ１０９に出力される信号を監視する。第２監視部１１６は、制御遮断部１１２からモータドライバ１０９に出力される信号を監視する。
　これにより、安全制御部１１３ｂは、動作遮断信号および制御遮断信号を出力した場合、動作遮断部１１１および制御遮断部１１２がそれぞれ正常に機能しているかどうかを確認することができる。
　なお、安全制御部１１３ｂは、２つの監視部の機能を統合した単一の監視部を備えていてもよい。また、第２の実施形態に係る安全制御部１１３ａが第１監視部１１５および第２監視部１１６を備えていてもよい。
　＜第４の実施形態＞
　本開示の第４の実施形態に係る電動台車１００ｃについて、図５に基づいて説明する。図５は、本開示の第４の実施形態における停止制御の概要図である。
　ここでは、第４の実施形態に係る電動台車１００ｃにおいて、第１の実施形態に係る電動台車１００と異なる点について主に説明する。具体的には、第４の実施形態に係る電動台車１００ｃでは、動作遮断信号を出力する構成と、制御遮断信号を出力する構成とが独立している。
　図５に示すように、本実施形態に係る安全制御部１１３ｃは、第１判断部１１７および第２判断部１１８を備える。第１判断部１１７は、検出部１０７からの情報に基づいて、電動台車１００ｃの駆動を停止する必要があると判断した場合、動作遮断部１１１に対して動作遮断信号を出力する。第２監視部１１６は、検出部１０７からの情報に基づいて、電動台車１００ｃの駆動を停止する必要があると判断した場合、制御遮断部１１２に対して制御遮断信号を出力する。
　第１判断部１１７と第２判断部１１８とは、同一のマイクロコンピュータ内でのコアを分けるなどして別々に構成されることが望ましい。さらに望ましくは、第１判断部１１７と第２判断部１１８とは、別個のマイクロコンピュータ等により構成されるなどして物理的に別々に構成されるのが良い。
　第１判断部１１７および第２判断部１１８は、相互監視を行い、他方が正常に動作していることを監視する。これにより、第１判断部１１７または第２判断部１１８が故障した場合にも、他方の判断部による遮断信号が確実に出力される。
　本開示の電動台車は、屋内外の移動が必要な領域で有用である。
　１００　電動台車
　１０１　メインフレーム
　１０１Ａ　着座部
　１０１Ｂ　フットレスト部
　１０１Ｃ　背もたれ部
　１０１Ｄ　アームレスト部
　１０１Ｅ　ジョイスティック
　１０２　補助輪
　１０３　駆動輪
　１０４　モータ
　１０５　ブレーキ
　１０６　電源
　１０７　検出部
　１０７Ａ　障害物検出部
　１０７Ｂ　領域検出部
　１０７Ｃ　速度検出部
　１０７Ｄ　段差検出部（路面検出部）
　１０８　制御ボックス
　１０９　モータドライバ
　１１０　駆動指令部
　１１１　動作遮断部
　１１２　制御遮断部
　１１３　安全制御部

Claims (8)

  1. 　駆動輪に取り付けられたモータをモータドライバによって制御することで走行する電動台車であって、
    　前記駆動輪の駆動を停止すべきかどうかを判断する安全制御部と、
    　前記モータを動作させることを許可する動作許可信号、及び、前記モータの動作を制御する制御信号を前記モータドライバへ出力する駆動指令部と、を備え、
    　前記安全制御部は、前記駆動輪の駆動を停止すべきと判断した場合、前記モータドライバへの前記動作許可信号及び前記制御信号の入力を停止する制御を行う、
    電動台車。
  2. 　前記駆動指令部と前記モータドライバとの間に設けられ、前記安全制御部から入力される動作遮断信号に基づき、前記動作許可信号を遮断する動作遮断部と、
    　前記駆動指令部と前記モータドライバとの間に設けられ、前記安全制御部から入力される制御遮断信号に基づき、前記制御信号を遮断する制御遮断部と、をさらに備え、
    　前記安全制御部は、前記駆動輪の駆動を停止すべきと判断したとき、前記動作遮断部に対して前記動作遮断信号を出力し、前記制御遮断部に対して前記制御遮断信号を出力する、
    請求項１に記載の電動台車。
  3. 　前記安全制御部は、前記動作遮断信号と、前記制御遮断信号とを、それぞれ独立した経路で出力する、
    請求項２に記載の電動台車。
  4. 　前記安全制御部は、前記動作遮断信号及び前記制御遮断信号を出力すると同時に、あるいは、前記動作遮断信号及び前記制御遮断信号の出力後、一定時間経過しても速度が減速されていない場合に、前記駆動輪を制動するブレーキにブレーキ信号を入力することで前記ブレーキを動作させる、
    請求項２または３に記載の電動台車。
  5. 　前記電動台車の周辺の障害物を検出する障害物検出部をさらに備え、
    　前記安全制御部は、前記障害物検出部で検出された前記障害物に関する情報に基づき、前記駆動輪の駆動を停止すべきか否かを判断する、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の電動台車。
  6. 　前記電動台車の速度を検出する速度検出部をさらに備え、
    　前記安全制御部は、前記速度検出部で検出された前記電動台車の速度に関する情報に基づき、前記駆動輪の駆動を停止すべきか否かを判断する、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の電動台車。
  7. 　前記電動台車の走行路面の状態を検出する路面検出部をさらに備え、
    　前記安全制御部は、前記路面検出部で検出された前記走行路面に関する情報に基づき、前記駆動輪の駆動を停止すべきか否かを判断する、
    請求項１～６のいずれか一項に記載の電動台車。
  8. 　前記電動台車の走行領域が安全に走行可能な走行可能領域であるかどうか、または、危険領域であるかどうかの領域情報を検出する領域検出部をさらに備え、
    　前記安全制御部は、前記領域検出部で検出された前記領域情報に基づき、前記駆動輪の駆動を停止すべきか否かを判断する、
    請求項１～７のいずれか一項に記載の電動台車。
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