(57)【要約】      （修正有）【課題】モータが過負荷状態にあることの検出精度を向上させたゲーム機用自走車を提供する。【解決手段】自走車の自走車制御部から送られた速度指令Ｃに基づき、逆起電圧計算部１２８３によって、右モータの逆起電圧が計算される。次に、前記右モータの逆起電圧が、モータ逆起電圧Ｄとして変換部１２８４に送られて、換算値Ｅに換算される。次に、電流制限がかけられた電流指令Ａ１から換算値Ｅを引く計算が行われ、過負荷検出電流指令Ｆが求められる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪（１３０，１３１）を駆動する駆動部（１２）と、
前記駆動部（１２）に設けられた複数のモータ（１２３，１２７）と、
前記駆動部（１２）に設けられ、前記モータ（１２３，１２７）の回転速度をそれぞれ独立に制御する制御部（１２８）と
を備え、
前記制御部（１２８）はローパスフィルタ部（１２８５）を備え、
前記制御部（１２８）においては、前記駆動輪（１３０，１３１）の目標の回転速度を指令する速度指令（Ｃ）に応じて前記駆動輪を前記回転速度で駆動させるために前記モータ（１２３，１２７）に与えられる電流指令（Ａ１）と、前記回転速度で前記モータ（１２３，１２７）が駆動した時に前記モータ（１２３，１２７）に発生する逆起電圧が前記電流指令（Ａ１）に相当する値に換算された換算値（Ｅ）と、前記電流指令（Ａ１）から前記換算値（Ｅ）が減算された過負荷検出電流指令（Ｆ）とが取得され、前記過負荷検出電流指令（Ｆ）が前記ローパスフィルタ部（１２８５）に通され、前記ローパスフィルタ部（１２８５）を通された前記過負荷検出電流指令（Ｆ）である積分結果（Ｇ）と閾値（Ｈ）とが比較された後、前記モータ（１２３，１２７）が過負荷状態にあることを検出できるように構成した
ことを特徴とするゲーム機用自走車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はゲーム機用自走車に関し、特に、制御装置から速度指令を受けることで駆動制御されるゲーム機用自走車に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲーム機の筐体の天板の上面に設けられた領域上に複数の模型を配し、前記天板を挟んで前記天板の下面に前記模型と磁力で相互に結合された自走車をそれぞれ設け、前記自走車が移動することで前記模型が前記自走車に追従してそれぞれ移動するように構成されたゲーム機において用いられる、ゲーム機用自走車が知られている。
【０００３】
そのようなゲーム機用自走車として、例えば以下の引用文献に記載された内容を挙げることができる。すなわち、図５に示すように、自走車１はゲーム機の筐体の天板２０の下面２１と、前記天板２０と平行に前記天板２０の下方に設けられた仕切り板３０との間に配置されており、前記仕切り板３０に下部車輪１１が接することで前記自走車１が前記仕切り板３０に支持されている。また、前記天板２０の上面２２に、前記自走車１と磁力で相互に結合された模型４０が設けられている。前記自走車１は、図示しないモータを内部に有する駆動部１２によって、前記下面２１に接する車輪１３が駆動されることで走行することができる。
【０００４】
前記駆動部１２は、ゲーム機全体を制御する制御部５０により制御されている。一般的な制御として、前記制御部５０は、前記駆動部１２のモータの速度制御の他、モータの過負荷検出も行う。具体的には、モータに与える電流指令を１次のローパスフィルタ部を通し、モータに与える負荷を算出する。算出したモータに与えた負荷が、予め設定した閾値以上の場合には、前記制御部５０はモータが過負荷状態にあることを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２５２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている従来の前記自走車１では、前記自走車１の速度を速くするためにモータの回転数を上げると、モータに発生する逆起電圧に比例してモータ負荷の値が大きくなるため、算出したモータに与えた負荷が短時間で閾値以上となる。このため、過負荷検出の時間が短くなり、例えば実際にはモータが過負荷状態でないにも関わらず前記制御部５０が過負荷状態を検出する等、過負荷状態の検出精度が悪化するという問題点があった。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、モータが過負荷状態にあることの検出精度を向上させたゲーム機用自走車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】
この発明に係るゲーム機用自走車は、駆動輪を駆動する駆動部と、駆動部に設けられた複数のモータと、駆動部に設けられ、モータの回転速度をそれぞれ独立に制御する制御部とを備え、制御部はローパスフィルタ部を備え、制御部においては、駆動輪の目標の回転速度を指令する速度指令に応じて駆動輪を目標の回転速度で駆動させるためにモータに与えられる電流指令と、回転速度でモータが駆動した時にモータに発生する逆起電圧が電流指令に相当する値に換算された換算値と、電流指令から換算値を減算された過負荷検出電流指令とが取得され、過負荷検出指令が前記ローパスフィルタ部に通され、ローパスフィルタ部を通された前記過負荷検出電流指令である積分結果と閾値とが比較された後、モータが過負荷状態にあることを検出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るゲーム機用自走車によれば、制御部においては、駆動輪の目標の回転速度を指令する速度指令に応じて駆動輪を目標の回転速度で駆動させるためにモータに与えられる電流指令と、回転速度でモータが駆動した時にモータに発生する逆起電圧が電流指令に相当する値に換算された換算値と、電流指令から換算値が減算された過負荷検出電流指令とが取得され、前記過負荷検出電流指令が前記ローパスフィルタ部に通され、ローパスフィルタ部を通された前記過負荷検出電流指令である積分結果と閾値とが比較された後、結果に基づいてモータが過負荷状態にあることを検出するので過負荷状態の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態に係る自走車を備えるゲーム機の概略図である。
【図２】図１に示すゲーム機が備える自走車の概略図である。
【図３】図２に示す駆動部の概略図である。
【図４】図３に示す右負荷検出部及び左負荷検出部のブロック線図である。
【図５】従来の自走車の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１に基づいて説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１に、この発明の自走車を備えるゲーム機２３より、表示部、操作部及び座席等を除いた概略図を示す。なお、表示部、操作部及び座席等は公知のものを使用してよい。前記ゲーム機２３の筐体２４の上部には天板２０が設けられており、前記天板２０の上面２２にはゲーム領域２５が設けられている。前記ゲーム領域２５は競馬場を模しており、前記ゲーム領域２５には競走馬を模した模型４０が複数配置されている。
【００１２】
前記天板２０を挟んで前記天板２０の下面２１側には、後述する図示しない複数の自走車が設けられており、前記天板２０を挟んで前記模型４０と磁力で相互にそれぞれ結合されている。自走車が移動することで、前記模型４０が自走車に追従してゲーム領域２５内を移動することができる。
【００１３】
前記ゲーム機２３の利用者が、図示しない操作部のメダル投入部にゲーム用メダルを投入して所定のゲーム操作を行うと、ゲームの進行に合わせて自走車が移動し、前記模型４０が前記ゲーム領域２５内を移動して、前記ゲーム領域２５で競馬のレースを模した演出が行われてその演出を利用者が観賞することができる。
【００１４】
図２に、前記天板２０を挟んで設けられた前記模型４０及び自走車１０の構成を示す。前記自走車１０の上部には、前記自走車１０の右側に設けられた右車輪１３０及び前記自走車１０の左側に設けられた左車輪１３１で構成された一組の車輪１３（右車輪１３０のみ図示）と、二組の副車輪１４とが設けられており、前記天板２０の下面２１に接している。前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１からなる前記車輪１３は、駆動輪を構成している。前記模型４０の下部には、複数組の模型車輪４１が設けられており、前記上面２２に接している。前記自走車１０の上部と前記模型４の下部とには、図示しない磁石がそれぞれ引き付けあうように設けられており、相互に結合されている。
【００１５】
前記自走車１０の下部には、複数組の下部車輪１１が設けられている。前記下部車輪１１は、前記天板２０と平行に前記筐体２４（図１参照）内に設けられた仕切り板３０に接している。すなわち、前記自走車１０は前記天板２０と前記仕切り板３０との間に配置されており、前記仕切り板３０に支持されている。また、前記自走車１０には、前記車輪１３を駆動する駆動部１２が設けられている。
【００１６】
前記駆動部１２と、前記筐体２４（図１参照）に設けられ前記ゲーム機２３（図１参照）の全体の制御を行う制御部５０とは、両者の間で公知の電波通信により通信が可能であるように構成されている。また、前記駆動部１２は、公知の手段によって、ゲーム領域２５（図１参照）における自身の位置情報を得ることが可能であるように構成されている。
【００１７】
図３に、前記駆動部１２の構成の概略を示す。前記駆動部１２には前記右車輪１３０に右シャフト１２０で接続された右第１ギア１２１と、前記右第１ギア１２１に接続された右第２ギア１２２と、前記右第２ギア１２２に接続された右モータ１２３とが設けられており、前記右モータ１２３が駆動することで前記右第１ギア１２１及び前記右第２ギア１２２を介して前記右車輪１３０が駆動する。また、前記駆動部１２には前記左車輪１３１に左シャフト１２４で接続された左第１ギア１２５と、前記左第１ギア１２５に接続された左第２ギア１２６と、前記左第２ギア１２６に接続された左モータ１２７とが設けられており、前記左モータ１２７が駆動することで前記左第１ギア１２５及び前記左第２ギア１２６を介して前記左車輪１３１が駆動する。そして、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７はモータを構成している。すなわち、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１は、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７により独立に駆動されることができる。そのため、前記自走車１０は、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１の回転速度差により旋回して走行方向を変えることが可能である。
【００１８】
また、前記駆動部１２には、自走車制御部１２８が設けられている。前記自走車制御部１２８は、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７に接続されるとともに、前記駆動部１２を介して前記制御部５０（図２参照）に接続されている。前記自走車制御部１２８には、前記右モータ１２３に接続されて過負荷を検出する右負荷検出部１２８０と、前記左モータ１２７に接続されて過負荷を検出する左負荷検出部１２８１とが設けられており、後述するように前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７の過負荷検出を行う演算部を構成している。
【００１９】
図４のブロック線図に示すように、前記右負荷検出部１２８０及び左負荷検出部１２８１には、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７への電流指令を制限する電流リミット部１２８２と、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７の逆起電圧を計算する逆起電圧計算部１２８３と、前記逆起電圧計算部１２８３から出力された逆起電圧を電流指令に換算する変換部１２８４と、前記電流リミット部１２８２及び前記変換部１２８４からの電流指令入力を通すローパスフィルタ部１２８５と、前記ローパスフィルタ部１２８５を通った電流指令を比較する比較部１２８６とが設けられている。
【００２０】
次に、この実施の形態に係る前記自走車１０の動作について説明する。
図３に示すように、前記制御部５０は、前記駆動部１２から前記自走車１０の現在の位置情報を受信し、ゲームを進行させるために前記自走車１０が移動すべき目標位置と現在の位置情報とから、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１とがそれぞれどの速度で回転するべきかの速度指令を計算する。
【００２１】
次に、前記制御部５０は、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１の速度指令を前記自走車制御部１２８に送信する。前記自走車制御部１２８では、速度指令と、現在の前記右モータ１２３及び左モータ１２７の回転速度の差から、右モータへの電流指令と左モータへの電流指令とが算出される。
【００２２】
図４に示すように、以下、前記右車輪１３０を駆動する前記右モータ１２３について前記右負荷検出部１２８０の動作を説明するが、前記左車輪１３１を駆動する左モータ１２７についての左負荷検出部１２８１も同じ動作が行われる。前記右モータ１２３への電流指令Ａが、電流リミット部１２８２に入力され、予め定められた電流制限がかけられる。次に、電流制限がかけられた電流指令Ａ１が、前記右モータ１２３のモータ駆動用素子のコントロール信号Ｂとして、前記右モータ１２３へ出力される。同様に、前記左負荷検出部１２８１でも、電流指令Ａ１が前記左モータ１２７のモータ駆動用素子のコントロール信号Ｂとして、前記左モータ１２７へ出力される。これにより、前記右モータ１２３と前記左モータ１２７の回転速度制御が行われて、前記自走車１０の走行速度及び走行方向が制御される。
【００２３】
次に、このときの前記右モータ１２３の回転速度が、式（１）に従って計算される。
【数１】
2018175435.tif 000003
但し、Ｍはモータ回転速度（ｒｐｍ）、Ｓは前記右車輪１３０の車輪走行速度（ｍｍ／ｓ）、ｒは前記右車輪１３０の半径（ｍｍ）、Ｇは右第１ギア１２１及び右第２ギア１２２のギア比である。ここで、車輪走行速度は、前記右車輪１３０に対する速度指令と同じである。
【００２４】
次に、前記自走車制御部１２８から送られた速度指令Ｃに基づき、逆起電圧計算部１２８３によって、前記右モータ１２３の逆起電圧が、式（２）に従って計算される。
【数２】
2018175435.tif 000004
但し、Ｖは逆起電圧（Ｖ）、Ｔは逆起電圧定数（Ｖ／ｋｒｐｍ）、Ｍは前記モータ回転速度である。
次に、前記右モータ１２３の逆起電圧Ｖが、図４に示すモータ逆起電圧Ｄとして前記変換部１２８４に送られて、電流指令Ａ１に相当する値である換算値Ｅに換算される。次に、電流指令Ａ１から換算値Ｅが引かれて、過負荷検出電流指令Ｆが求められる。
【００２５】
次に、前記過負荷検出電流指令Ｆは、ローパスフィルタ部１２８５に入力され、ローパスフィルタ部１２８５はローパスフィルタ部１２８５を通った前記過負荷検出電流指令Ｆである積分結果Ｇを出力する。前記積分結果Ｇは、比較部１２８６に入力される。次に、前記比較部１２８６が前記積分結果Ｇとあらかじめ定められた閾値Ｈとを比較し、比較結果Ｉを出力する。前記自走車制御部１２８（図３参照）は、前記比較結果Ｉの値から、前記右モータ１２３が過負荷状態にあるか否かを検出する。また、上記と同様にして、前記自走車制御部１２８は、前記左モータ１２７が過負荷状態か否かも検出する。以上の動作により、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７の過負荷状態が検出できる。
【００２６】
このように、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１を駆動する前記駆動部１２と、前記駆動部１２に設けられた複数の前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７と、前記駆動部１２に設けられ、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７の回転速度をそれぞれ独立に制御する前記自走車制御部１２８とを備え、前記自走車制御部１２８は前記ローパスフィルタ部１２８５を備え、前記自走車制御部１２８においては、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１の目標の回転速度を指令する速度指令Ｃに基づいて、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１を目標の回転速度で駆動させるために前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７に与えられる電流指令Ａ１と、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７が駆動した時に前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７に発生する逆起電圧が前記電流指令Ａ１に相当する値に換算された換算値Ｅと、前記電流指令Ａ１から前記換算値Ｅが減算された過負荷検出電流指令Ｆが前記ローパスフィルタ部１２８５に通され、前記ローパスフィルタ部１２８５が通された前記過負荷検出電流指令Ｆである前記積分結果Ｇと前記閾値Ｈとが比較された後、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７が過負荷状態にあることを検出するので、モータに発生する逆起電圧の影響で、過負荷検出の時間が短くならず、過負荷状態の検出精度を向上させることができる。
【００２７】
なお、この実施の形態では、前記自走車１０は前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１を駆動する前記駆動部１２と、前記駆動部１２に設けられた複数の前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７とを備えていたが、車輪を３つ以上設け、車輪の数に対応してモータを３つ以上設けてもよい。
【００２８】
また、この実施の形態では、前記自走車１０と前記模型４０とが磁石により結合されており、前記自走車１０の移動により前記模型４０が移動するように前記ゲーム機２３が構成されていたが、前記自走車１０を他の形式のゲーム機に用いてもよい。
【００２９】
なお、本発明によるゲーム機用自走車の要旨としては、以下の通りである。すなわち、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１を駆動する前記駆動部１２と、前記駆動部１２に設けられた複数の前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７と、前記駆動部１２に設けられ、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７の回転速度をそれぞれ独立に制御する前記自走車制御部１２８とを備え、前記自走車制御部１２８は前記ローパスフィルタ部１２８５を備え、前記自走車制御部１２８においては、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１の目標の回転速度を指令する速度指令Ｃに応じて、前記右車輪１３０及び前記左車輪１３１を前記回転速度で駆動させるために前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７に与えられる電流指令Ａ１と、前記回転速度で前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７が駆動した時に前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７に発生する逆起電圧が前記電流指令Ａ１に相当する値に換算された換算値Ｅとを計算し、前記電流指令Ａ１から前記換算値Ｅが減算された過負荷検出電流指令Ｆとが取得され、前記過負荷検出電流指令Ｆが前記ローパスフィルタ部１２８５に通され、前記ローパスフィルタ部１２８５を通された前記過負荷検出電流指令Ｆである前記積分結果Ｇと前記閾値Ｈとが比較された後、前記右モータ１２３及び前記左モータ１２７が過負荷状態にあることを検出できるように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によるゲーム機用自走車は、自走車制御部においては、右車輪及び左車輪の目標の回転速度を指令する速度指令に応じて、右車輪及び左車輪を回転速度で駆動させるために右モータ及び左モータに与えられる電流指令と、回転速度で右モータ及び左モータが駆動した時に右モータ及び左モータに発生する逆起電圧が電流指令に相当する値に換算された換算値を計算し、電流指令から換算値が減算された過負荷検出電流指令とが取得され、前記過負荷検出電流指令がローパスフィルタ部に通され、ローパスフィルタ部を通された過負荷検出電流指令である積分結果と閾値とが比較された後、右モータ及び左モータが過負荷状態にあることを検出できるように構成されているので、右モータ及び左モータが過負荷状態にあることの検出精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０            自走車
１２            駆動部
１２３          右モータ（モータ）
１２７          左モータ（モータ）
１２８          自走車制御部（制御部）
１３０          右車輪（駆動輪）
１３１          左車輪（駆動輪）
１２８５        ローパスフィルタ部
Ａ，Ａ１        電流指令
Ｃ              速度指令
Ｅ              換算値
Ｆ              過負荷検出電流指令
Ｇ              積分結果
Ｈ              閾値
【図１】
2018175435.tif 000005
【図２】
2018175435.tif 000006
【図３】
2018175435.tif 000007
【図４】
2018175435.tif 000008
【図５】
2018175435.tif 000009