(57)【要約】 【課題】  電動車両に搭載されるアクセルセンサが断線等で異常を起こした時、より安全に車両停止、エラーの検出を行う。【解決手段】アクセルセンサ１４からの出力信号に急激な変化があった場合、アクセルセンサ値を所定期間T2、０レベルに置き換え、モータ５を停止する。期間T2の間もアクセルセンサの出力をモニタリングし、変化がない場合、期間T２が過ぎるまで０レベル置き換えを維持する。T２経過後はアクセルセンサ１４の出力を読み込み、大きな変化があった時、あるいは０レベルに戻った時、モータ５を駆動させるようにして、誤検出でのエラー判定を回避する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によるアクセルペダル操作に応じて、駆動輪に連携するモータを駆動制御するように構成された電動車両であって、
上記アクセルペダルの操作位置に応じた信号を出力するアクセルセンサと、
前記アクセルセンサからの出力信号を受信し、その信号に応じたモータ駆動電流を演算して上記モータに駆動電流を出力する制御手段と、
前記アクセルセンサからの出力信号に急激な変化があった場合、第１の所定期間、アクセルセンサ出力値をモータが停止する所定値に置き換えるモータ停止手段と、
上記第１所定期間が経過した後、第２の所定期間、再度アクセルセンサ出力値を読み込み、上記第２所定期間内に予め定められた停止解除条件を満たした時、上記制御手段から上記モータへの駆動電流供給を再開するモータ停止解除手段とを有することを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の駆動制御装置において、上記アクセルセンサからの出力信号は電圧値であり、上記モータ停止手段により置き換えられる上記所定値は０ボルトではないことを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電動車両の駆動制御装置において、上記停止解除条件が満たされない場合、上記運転者にアクセルセンサの異常を警告する異常警告手段をさらに有することを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ゴルフカー等の電動車両の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴルフ場で使用されるゴルフカーは、周囲の環境にも配慮した形で電動機（モータ）によって駆動させるものが主流となってきており、また電動ゴルフカーに関連し、ゴルフカーの使用環境（例えば、地上、土地全体、傾斜の緩やかな土地、急な土地など）に応じてその運動性能を適宜変更するようにした電動ゴルフカーも提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで電動ゴルフカーは、一般の車両と同様に、座席前方にアクセルペダル、ブレーキペダルが設けられており、運転者はこれらのペダルを操作することによりゴルフカーの走行を制御するようになっている。具体的な機構として、例えば運転者によるアクセルペダルの操作は、コントローラに接続されたアクセルスイッチ及びアクセルセンサに伝えられて、アクセルのオンオフ、及びそのアクセル位置がコントローラに送られ、コントローラは例えば分巻式モータの駆動を制御するようになっている。
【０００４】
しかしながらこの電動ゴルフカーはその使用環境の特異性に起因して、例えばゴルフバッグの積み下ろしや、凹凸の激しい路面の走行に伴って外部から不規則な衝撃を受けることが多く、そのショックで例えばアクセルセンサが断線したりして、その出力形態が異常になる場合がある。このような場合、モータコントローラは運転者による実際のアクセルペダル位置を読み込むことができなくなり、ゴルフカーは運転者の意思に反する走行をする可能性がある。
【０００５】
しかしながら現在の電動ゴルフカーでは、上記記特許文献１に示した制御装置を含め、そのような不具合に対処したものがないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３０９００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述したような現状に鑑み、電動ゴルフカー等の電動車両に搭載されるアクセルセンサに関連して、断線やチャタリングなどの出力異常が生じた場合、それに応じた適切な処置を施すことができる駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、アクセルペダル操作に応じて、駆動輪に連携するモータを駆動制御するように構成された電動車両は、上記アクセルペダルの操作位置に応じた信号を出力するアクセルセンサと、前記アクセルセンサからの出力信号を受信し、その信号に応じたモータ駆動電流を演算して上記モータに駆動電流を出力する制御手段と、前記アクセルセンサからの出力信号に急激な変化があった場合、第１の所定期間、アクセルセンサ出力値をモータを停止する所定値に置き換えるモータ停止手段と、上記第１所定期間が経過した後、第２の所定期間、再度アクセルセンサ出力値を読み込み、上記第２所定期間内に予め定められた停止解除条件を満たした時、上記制御手段から上記モータへの駆動電流供給を再開するモータ停止解除手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の電動車両の駆動制御装置において、上記アクセルセンサからの出力信号は電圧値であり、上記モータ停止手段により置き換えられる上記所定値は０ボルトではないことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の電動車両の駆動制御装置において、上記停止解除条件が満たされない場合、アクセルセンサの異常を警告する異常警告手段をさらに有する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、断線等のセンサ異常が原因でアクセルセンサからの出力信号に急激な変化があった場合、アクセルセンサ出力値をモータが停止する所定値に置き換えることにより、アクセル操作に基づくモータへの駆動電流供給を停止するため異常センサからの信号に基づいて車両が走行することはない。停止解除手段とは、アクセルセンサ出力に変動する場合又は前記所定値に置き換えられたままの場合である。センサ出力が正常に戻れば、出力がアクセル操作に応じて変動するため、モータ停止を解除する。また、断線の場合は０ボルト（又は電源電圧）になるため、それ以外の所定値のままなら正常とみなしてモータ停止を解除する。
【００１２】
請求項２の発明によれば、モータが停止する０ボルト近くの所定値（実施例でいう０レベル）と、アクセルセンサの電源断線によりアクセルセンサの出力が０ボルトになった場合とが識別できる。これにより、断線でないときに車両停止してもこれを区別して走行復帰が可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、異常警告手段により運転者にアクセルセンサの異常を警告することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての電動ゴルフカー１の内部構成を示す。
このゴルフカー１は、左右一対の前輪３と後輪４を備え、図示しない座席への運転者の着座姿勢で操作可能な位置に、アクセルペダル７、ブレーキペダル８、ステアリング９、メインスイッチ１１、前進後退を決める方向切換スイッチ１３が取り付けられている。運転者によるブレーキペダル8及びステアリング9の操作は前輪3に伝えられ、メインスイッチ１１及び方向切換スイッチ１３は、ゴルフカー１全般の動作を制御するコントローラ２に接続されている。またアクセルペダル７の操作は、コントローラ２に接続されたアクセルスイッチ１２及びアクセルセンサ１４に伝えられて、アクセルのオンオフ及びアクセル開度がコントローラ２に入力される。
【００１５】
更に、ゴルフカー１には電源として複数個のバッテリ１０が搭載され、リレー１５を介してコントローラ２に接続されている。電源はコントローラ２を介して分巻き式のモータ５に供給され、その駆動はコントローラ２によって制御される。また、後輪のシャフト４aにはギヤボックス６が取り付けられており、モータ５の回転を減速して後輪４に伝達する。
【００１６】
図２は、本発明によるゴルフカー駆動制御装置の構成を示す。
ゴルフカー駆動制御装置（以下、制御装置と略す）１００は、主として上述したアクセルセンサ１４と、アクセルセンサ１４からの出力状況によりアクセルセンサ１４の異常を検出して後述する諸処理を行うコントローラ２（請求項でいう制御手段、モータ停止手段およびモータ停止解除手段を含む）によって構成されている。
【００１７】
前述したようにアクセルセンサ１４はアクセルペダル７に連携し、運転者によるアクセルペダル踏込み量に対応した電圧をコントローラ２に出力する。
【００１８】
一方、コントローラ２は、アクセルセンサ１４からの電圧を入力してモータ駆動のための所定演算を行う処理ユニット（MPU）２１、データを記憶するメモリ(EEPROM)２２、モータ５駆動のための電流を出力するモータ駆動回路２３、及びバッテリ１０からの電源をMPU２１、モータ駆動回路２３及びアクセルセンサ１４にそれぞれ供給する電源回路２４を備える。本実施例では一例として電源回路２４は、メインスイッチ１１オンに応じてモータ駆動回路２３に対し４８ボルト、処理ユニット２１に対し５ボルト、同じくアクセルセンサ１４に対し５ボルトの電源を供給するように構成されている。アクセルセンサ１４と電源回路２４は、電源線２５及びGND（アース）線２６によって接続される。アクセルセンサ１４はアクセルペダル位置に応じた電圧を出力するための信号線２７を介して処理ユニット２１に接続される。
【００１９】
図中、一点鎖線で示す処理ユニット２１は、図示したように、その内部においてアクセルセンサ異常判定を行うとともに、読み込まれたアクセルセンサ値を平均化（アクセルセンサ平均処理）し、さらに得られたアクセル平均値を以ってモータの駆動電流、デューティ比を計算し、モータ駆動回路２３にPWM出力する。モータ駆動回路２３はその内部に現在出力されているモータ駆動電流を検出する機能（電流検出回路）を備え、検出されたモータ電流値は処理ユニット２１にフィードバックされる。
【００２０】
制御装置１００は、後述するアクセルセンサ異常発生時、運転者に対し異常の発生を警告する警告ブザー２８を備える。警告ブザー２８はアクセルセンサ異常判定をする処理ユニット２１に接続されている。
【００２１】
図３は上述した制御装置１００の内、アクセルセンサ１４の入力部分とコントローラ２側との配線を示した概略図である。この図に示すように、アクセルセンサ１４の信号線２７は、コントローラ２の処理ユニット２１の入力部に対し、抵抗２９、３０を介して接続されている。信号線２７は、これら抵抗２９，３０よりもアクセルセンサ１４側において、抵抗２９，３０よりはるかに大きな抵抗値（例えば１MΩ）を持つ抵抗３１を介してGND（グラウンド）に落とされる。
【００２２】
本実施例による制御装置１００では、このアクセルセンサ１４に接続される電源線２５、GND線２６または信号線２７において断線が発生したり、あるいはチャタリングによりアクセルセンサからの信号出力に異常があった場合、その異常を直ちに発見し、ゴルフカー１自体の走行を中止するとともに警告ブザー２８をもって運転者に異常を警告するように構成されている。
【００２３】
図４は、この制御装置１００の作動を示すフローチャートである。図５〜図８は、アクセルセンサ異常発生の説明である。
【００２４】
例えば、なんらかの外力などによって、アクセルセンサ１４と電源回路２４を接続するGND線２６が完全に断線した場合、前述したように、信号線２７はコントローラ２側でアクセルセンサ１４内部での抵抗よりもはるかに大きな抵抗３１を介してGND（グラウンド）に落としているためアクセルセンサ１４における電位降下が少なく、図３に示す構造において処理ユニット２１で検出される電圧値は、５ボルト周辺で固定され、図５に示すような電圧変化を示す。尚、図５において一点鎖線は、アクセルセンサ１４が正常な場合の、アクセルペダル踏み込み時のアクセルセンサ１４出力電圧変化例を示している。このように、アクセルセンサ１４のGND線２６が断線している場合には、例えばメインスイッチ１１オン時にアクセルセンサ１４の出力に急激な電圧上昇とその後の電圧張り付き（固定）がある。これを検出することにより、処理ユニット２１側での電圧モニタリングによりGND線２６の断線を検知することができる。
【００２５】
これに対し、仮に電源線２５あるいは信号線２７が完全に断線した場合は、図３に示す構造において処理ユニット２１で検出される電圧値は、０ボルトに落ちることとなり、図６に示すような電圧変化を示す。
【００２６】
また、アクセルセンサ１４の信号線２７と電源線２５との間で極めて短い時間内に接続・断線が繰り返されるような、いわゆるチャタリングが発生する場合、アクセルセンサ電圧値は５ボルトと現アクセル位置に対応する出力値との交互出力になり、一例として図７に示すような出力挙動を示す。さらにアクセルセンサ１４の信号線２７とGND線２６との間のチャタリングの場合には、アクセルセンサ電圧値は０ボルトと現アクセル位置に対応する出力値との交互出力になり、一例として図８に示すような出力挙動を示す。なお図７、図８は比較的長時間に亙ってチャタリングが継続する場合を想定している。
【００２７】
以上説明したようなアクセルセンサ１４の異常に鑑み、本実施例による制御装置１００は、図５〜８に示したような出力状態の際には、即座にモータ５の駆動を停止し、ゴルフカー１の走行を中断する制御を行うとともに、例えばノイズによる瞬間的な異常出力や一瞬のチャタリング発生といったような再度アクセルセンサ１４の正常出力が確保されるような場合には、ゴルフカー１の走行を中断しない制御を行う。
【００２８】
図４は、以上のような制御を実行するためのフローチャートであって、そのプログラムは制御装置１００内の所定メモリに格納され、所定時間（例えば５ｍsec.）毎に処理ユニット２１により実行される。
【００２９】
以下、図４に示す各ステップの処理内容を説明する。
ステップＳ1：本ルーチン１サイクル当りのアクセルセンサ出力の変化、即ち電圧変化量（ｄｖ/dｔの絶対値）を演算し、予め設定された１サイクル当りの閾値（ｄｖ１/dｔ１）よりも大きいか否かを判定する。大きい場合（Yes）、アクセルセンサ１４に異常が発生している可能性ありとしてルーチンはステップS３に進む。小さい場合（No）、アクセルセンサ１４は正常であると判断しステップS２に進む。
【００３０】
ステップS２：検出タイミングによっては、１サイクルの判別時間では短すぎて電圧変化が小さく、実際にアクセルセンサ１４に異常が発生しているにもかかわらずステップS１でYesと判定され、「システム正常」と誤判断される可能性がある。ステップS２では、このような誤判断を防止するため、判別時間を長くしてルーチン２サイクル当りのアクセルセンサ出力の電圧変化量（ｄｖ/dｔの絶対値）を演算し、予め設定された２サイクル当りの閾値（ｄｖ２/dｔ２）よりも大きいか否かを判定する。大きい場合（Yes）、アクセルセンサ１４に異常が発生している可能性ありとしてルーチンはステップS３に進む。小さい場合（No）、アクセルセンサ１４は正常であると判断しステップS４に進む。
【００３１】
ステップS３：ステップS１，２でアクセルセンサ１４に異常発生の可能性ありと判断されても、例えばノイズ等による一瞬の出力立ち上がりの場合には、再びアクセルセンサ１４が正常出力状態に復帰することがある。したがって本ステップでは出力立ち上がりからの時間経過を見るためのタイマーをスタートさせる。
【００３２】
ステップS４：ステップS３でスタートしたタイマーの現在の時間を見て、現在、ノイズ発生開始、終了に要する時間に相当する微少時間T１を経過したか否かを判定し、経過したと判定されたならば（Yes）、ルーチンはステップS５に進む。他方、未だ経過していないならば（No）、T１経過まで待つため本ルーチンを終了し、次のルーチンをスタートさせる。
【００３３】
ステップS５：例えばステップS１，２で判定されたアクセルセンサ出力の異常変化がノイズによるものであるならば、微少時間T１経過後時点では、アクセルセンサ出力が正常化し、この間、復帰に伴ってアクセルセンサ出力が大きく変化するはずである。したがって本ステップではアクセルセンサ値の変化量を読み込み、その変化が微少であるか否かを判定し、微少でない場合（No)、
すなわちアクセルセンサ異常発生の可能性ありと判定されてから時間T１経過するまでにセンサ出力が大きく変化し、正常状態に復帰した判定されたならばルーチンはステップS６に進む。他方、アクセルセンサ出力の変化量が微少であるならば（Yes）、アクセルセンサ異常が確定したとしてステップS７に進む。
【００３４】
ステップS６：ここでは前記出力変化がノイズによるものであるとの前提により、ステップS３でスタートさせた時間計測を停止すると共に、タイマカウンタをクリアし、本ルーチンを終了させる。
【００３５】
ステップS７：アクセルセンサ異常確定の判断に基づき、本ステップでは一定期間T２だけ、図２の処理ユニット２１におけるアクセルセンサ値を０レベルに置き換えてモータ５の動作を行わないようにする。なお、ここでの「０レベル」は、運転者がアクセルペダル７を全く踏み込んでいない状態（この場合、センサ出力は０ボルト）との識別という観点から、モータが駆動されない微少電圧値（例えば０．５ボルト）に設定される。
【００３６】
ステップS８：従って、本ステップでは先のステップS７で実行された、アクセルセンサ値０レベルの継続時間を見て、現在、一定期間T２経過したか否か判定し、経過したと判定されたならば（Yes）、ステップS９に進み、まだ経過していない状態なら（No）、ステップS５に戻り、上述した０レベル置き換え処理を維持する。
【００３７】
ステップS９：アクセルセンサ１４の誤った異常検出を回避するべく、それまで０レベルだったアクセルセンサ１４からの出力値を再び読み込むようにし、また同時にゴルフカーの動作モードを走行中断モードに設定する。これを仮に状態A（またはフラグA）の設定とする。
【００３８】
ステップS１０：本ステップ以降では、ある一定期間T３を設け、その期間T３内において状態A期間の占める割合が少ない場合、すなわち軽度のチャタリングでは状態Aを解除し、アクセルペダル使用可能な状態（走行可能状態）に復帰させようとする処理が行われる。したがって本ステップS１０では状態Aの時間[n：状態Aの回数]のカウントを開始するか、あるいは先のルーチン実行時にカウント開始されているならば状態Aの回数[n]のインクリメントを行う。なお、この状態Aのカウントに関連して、図７、図８に示した出力変化モデルの部分a、b、c及びdは、これらの位置が異常変化後の期間T２内であって、実際のアクセルセぺダル７に応じてアクセルセンサ値が変化しているため、先のステップS５でNoと判定され、結果として状態Aのカウントはされない。
【００３９】
ステップS１１：ここでは現時点における状態Aの回数[n]を見て、その回数が、アクセルセンサ異常に対応して予め設定された閾値としての所定期間T3内規定回数N（例えば３）よりも小さいか否かが判定される。実際、状態Aの現時点での回数nが規定回数Nより多い場合には（No）、アクセルセンサ１４において断線またはチャタリングが発生しているため、ルーチンはステップS１２に進む。逆に現時点での状態Aの回数nが規定回数Nより少ない場合には（Yes）、アクセルセンサ１４が再び正常作動に復帰した可能性があるため、ステップS１３に進む。
【００４０】
ステップS１２：アクセルセンサ異常発生処理、すなわち車両走行を中断させつつ、警告ブザー２８を作動させ、運転者に対し現在アクセルセンサの出力に異常が発生していることを警告する。なお、これに関連して、さらに不揮発性メモリなどの外部記憶装置（図示せず）にエラー発生を保存するようにしても良い。
【００４１】
ステップS１３：本ステップでは、ステップS９で状態A（アクセルセンサ入力値復帰）が設定されてから現在までに、実際のアクセル位置に対応してアクセルセンサ１４の出力に大きな変動があるか否か、或いはアクセルペダル７を全く踏み込んでいない状態（即ち、アクセルセンサ１４の０レベル出力）であるか否かを判定する。現在までに大きなアクセルセンサ出力変動またはアクセルセンサ０レベル出力がない場合には（No）、例えば図５や図６に示すようにセンサ出力が５Vか０ボルト（０レベルではない）に固定された場合に相当するため、所定時間T３経過したか判断するためのステップS１４に進む。他方、現在までに大きなアクセルセンサ出力変動ある場合、またはアクセルセンサ１４の出力が０レベルである場合には（Yes）、ルーチンはステップS１５に進む。
【００４２】
ステップS１４：状態Aの現在が所定時間T３経過したか否かを判定する。経過していない場合（No）、ステップS１３に戻り、引き続きアクセルセンサ変動または０レベルの有無を判定する。他方、所定時間T３経過した場合には（Yes）、この時間T３をもってしてもアクセルセンサの出力に大きな変動や０レベルが無かったことに相当するため、アクセルセンサ異常が確定する。従ってこの場合は前述のステップS１２に進む。
【００４３】
ステップS１５：本ステップでは、アクセルセンサ１４の出力が正常状態にしたことに相当して、ステップS９で設定されていた状態Aの解除操作（例えばフラグリセット）が行われる。しかしながら、状態A
を解除しても、図７、８に示したように所定時間T３経過しない内に、再びアクセルセンサ出力が５ボルトまたは０ボルトに変化する場合も考えられる。このため本ルーチンはステップS１６に進む。
【００４４】
ステップS１６：ステップS１４同様、状態A解除の現在が所定時間T３経過したか否かを判定する。経過していない場合（No）には再びステップS１に戻りアクセルセンサ出力の変化を判定する。他方、状態A解除のまま所定時間T３経過した場合（Yes）、ルーチンはステップS１７に進む。
【００４５】
ステップS１７：本ステップではステップS１５で状態A解除したのでこれまでの状態Aのカウント数nをデクリメントし、ステップS１に戻る。
【００４６】
以上が本実施例による制御装置１００において、処理ユニット２１によって実行される処理内容である。このように、本実施例ではコントローラ２へのアクセルセンサ出力（電圧値）に急激な変化があった場合、その値を０レベルに置き換えるためもモータ５に電流を流すことがない。これにより例えばゴルフカー１の停止中にアクセルセンサの断線やチャタリングにより急激な出力変化があった場合でもゴルフカー１が動き出すことはない。また本実施例によれば、アクセルセンサ１４の０レベルを０ボルトよりも若干高く設定するため、アクセルセンサ１４の電源線２５や信号線２７が断線した結果としてのアクセルセンサ出力０ボルトと、アクセルペダル４を踏んでいない時との識別が可能となる。さらに本実施例では、アクセルセンサエラー判定解除条件として、上述したような所定時間内のセンサ出力０レベル設定回数を設けることで、ノイズなどによる誤検出でのエラー判定を回避できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の利用例として、運転者によるアクセルペダルへの入力をアクセルセンサによって検出し、その出力値に基づいてコントローラでモータの駆動を制御するようにした電動車両に対し、有効に適用できる。  
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による一実施例としての電動ゴルフカーの平面図である。
【図２】本発明によるゴルフカー駆動制御装置の構成図である。
【図３】本発明による上記駆動制御装置の内、アクセルセンサの入力部分とコントローラ側との配線を示した概略図である。
【図４】本発明による駆動制御装置の作動を説明するフローチャートである。
【図５】アクセルセンサの一異常発生モデルであって、アクセルセンサのGND線が断線した場合のセンサ出力変化例を示す図である。
【図６】アクセルセンサの一異常発生モデルであって、アクセルセンサの電源線あるいは信号線が断線した場合のセンサ出力変化例を示す図である。
【図７】アクセルセンサの一異常発生モデルであって、アクセルセンサの信号線・電源線間にチャタリングが発生した場合のセンサ出力変化例を示す図である。
【図８】アクセルセンサの一異常発生モデルであって、アクセルセンサの信号線・GND線間にチャタリングが発生した場合のセンサ出力変化例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：ゴルフカー、
２：コントローラ（制御手段、モータ停止手段、モータ停止解除手段）、
３：前輪、４：後輪、４a：シャフト、５：モータ、
６：ギヤボックス、７：アクセルペダル、８：ブレーキペダル、
９：ステアリング、１０：バッテリ、１１：メインスイッチ、
１２：アクセルスイッチ、１３：方向切換スイッチ、
１４： アクセルセンサ、１５：リレー、２１：処理ユニット（MPU）、
２２：メモリ(EEPROM)、２３：モータ駆動回路、２４：電源回路、
２５：電源線、２６：GND（アース）線、２７：信号線、
２８：警告ブザー、２９、３０、３１：抵抗、
１００：ゴルフカー駆動制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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