(57)【要約】【課題】モーター駆動の走行車両において障害物に当接した場合に走行可能な方向を制限するようにモーターを停止して、制限されない以外の方向への走行を可能にするモーター制御装置、走行車両、モーター制御方法及びモーター制御プログラムを提供する。【解決手段】複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御して当該走行車両の走行方向を制御する際に、前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられた複数の接触センサが外部との接触を検出し、電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられたリレー回路を、前記接触センサの検出結果に応じて制御し、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御して当該走行車両の走行方向を制御するモーター制御装置であって、
前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられ、外部との接触を検出する複数の接触センサと、
電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられるリレー回路と、
前記接触センサの検出結果に応じて前記リレー回路を制御するリレー制御部とを備え、
前記リレー制御部は、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御することを特徴とするモーター制御装置。
【請求項２】
前記リレー制御部は、前記複数の接触センサのうちのいずれかが外部と接触したことを検出した際に、該検出した接触センサの取り付け位置方向に進むためのモーターへの電力供給をオフするように前記リレー回路を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のモーター制御装置。
【請求項３】
前記リレー制御部は、接触を検出した接触センサの取り付け位置方向とは別方向に車両を進ませるためのモーターへの電力供給を可能にするように前記リレー回路を制御するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のモーター制御装置。
【請求項４】
前記複数の接触センサは、車体の異なる方向端として前・後又は左・右に分離し、少なくともそれら前・後又は左・右のうちの一方が対で設けられていることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項５】
前記接触センサは、車体の左・右で前後に対で設けられ、
前記リレー制御部は、左前の接触センサの検出で右旋回を可能とし、右前の接触センサの検出で左旋回が可能なようにリレー回路を制御することを特徴とする請求項１からの４のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項６】
前記複数のモーターは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のあるＤＣブラシレスモーターであり、前記リレー回路は、前記モーターのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに設けたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項７】
前記リレー回路のオフ作動信号に基づいて前記接触センサの接触検出中にはモーターの回転速度を制限するようにしたことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項８】
前記接触センサの接触検出後に始動した時の一定時間、通常時よりも大きなトルクをモーターに発生させるように制御することを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項９】
前記リレー制御部は、前記接触センサの接触検出中には一定時間でモーター電源の供給を切るようにリレー回路を制御することを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項１０】
複数のモーターで駆動する走行車両であって、その走行を制御するために前記請求項１から９のうちのいずれか１項に記載のモーター制御装置を備えたことを特徴とする走行車両。
【請求項１１】
複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御して当該走行車両の走行方向を制御するモーター制御方法であって、
前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられた複数の接触センサが外部との接触を検出する検出ステップと、
電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられたリレー回路を、前記接触センサの検出結果に応じて制御するリレー制御ステップとを有し、
前記リレー制御ステップでは、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御することを特徴とするモーター制御方法。
【請求項１２】
複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御して当該走行車両の走行方向を制御するモーター制御装置で実行されるプログラムであって、
前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられた複数の接触センサが外部との接触を検出する検出機能と、
電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられたリレー回路を、前記接触センサの検出結果に応じて制御するリレー制御機能であって、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御するリレー制御機能とを実現させるためのモーター制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のモーターで駆動する自立走行車両等の走行車両について制御するモーター制御装置、走行車両、モーター制御方法及びモーター制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンな電力を駆動源とするモーター駆動の電動車両（走行車両）が種々に開発や実用化されている。
一般に、電動車両が障害物に衝突した場合は、電動車両の破損防止や安全性の確保のため当該車両を停止させる必要がある。そのような電動車両に関する技術が特開平０６−４６５０２号公報（特許文献１）の電源遮断装置が提案されている。その電源遮断装置は、バッテリー電源駆動の走行車両において、衝突センサが周囲の障害物に接触するとモーター電源をＯＦＦするようにすることで、障害物に接触した時に車体を停止させる技術である。
【０００３】
ここで、上記のような電動車両における電源遮断に関して、衝突センサとしてのバンパスイッチｂｓを用いた従来の構成を図１８〜図２０に基づき説明する。
図１８に示すように、車体ａの周囲にバンパスイッチを配置し、全バンパスイッチｂｓの信号は開閉リレーｃに入力される構造である。前記バンパスイッチｂｓが障害物への接触を検出した場合に開閉リレーｃを作動させて、下記するようにモーターへの電源をオフして走行を停止させる。
【０００４】
また、図１９は、この電動車両における駆動部の左右モーターＭＬ、ＭＲへの電源供給回路を示す。図１９に示すように、バッテリー電源ｂから電力（電圧、電流）が開閉リレーｃを経由して左右モーターＭＬ、ＭＲ用ドライバー（駆動制御器）ＤＬ、ＤＲに供給される。
【０００５】
図２０は、前記ドライバーＤＬ、ＤＲとそれに対する上記開閉リレーｃをトランジスタのリレー回路で示したものである（符号「Ｔｒ」で示す）。図２０に示すように、ＤＣ（直流）モーターである左右モーターＭＬ、ＭＲの＋極・−極と、電源ｂの供給側（＋側）・グランド（ＧＮＤ）側（−側）との間に配置されたトランジスタＴｒからなるドライバーＤＬ、ＤＲの構成になっている。当該ドライバーＤＬ、ＤＲのトランジスタＴｒをオン／オフ制御することによって各モーターＭＬ、ＭＲへの電力供給のオン／オフや極性の切り替えで前進・後退や左右回転や操舵を行えるようにしている。
【０００６】
そして、前記開閉リレーｃは１系統だけ用意され、電源供給経路の電源ｂの供給側（＋側）をオン／オフ制御している。つまり、バンパスイッチｂｓのいずれかが障害物に接触した場合に、開閉リレーｃによって電源ｂの供給側が遮断して、前記ドライバーＤＬ、ＤＲへの電力供給を停止する構成となっていた。
【０００７】
したがって、上記従来の回路では、前記ドライバーＤＬ、ＤＲをソフトウェア制御で遮断するのではなく、バンパスイッチｂｓで開閉リレーｃを作動させて電源ｂを遮断するハードウェア制御するものとしている。
このように障害物の接触というソフトウェア制御で迂回できないハードウェアにすることで、ソフトウェアの暴走等が発生しても確実に停止することができ、信頼性を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−４６５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来技術では、リレー回路の制御をソフトウェアで迂回できない構成のため、バンパスイッチｂｓが反応している間、前記開閉リレーｃがバッテリー電源ｂからモーターへの電力（電圧、電流）供給経路をオフするので、電動車両（走行車両）はいずれの方向へも移動できない状態になり、移動現場から離れた位置からは遠隔でモーターを駆動操作できないものであった。例えば、車体が障害物に突っ込んでバンパスイッチｂｓが反応している場合、バックして脱出することができないこととなる。このため、停止した現場まで行って手動で車体を移動しなければいけなくなる。このように、遠隔にて車両の走行トラブルに対処できないため、遠隔の管理者が現場に行くまで車両を復帰できず、緊急を要する場合などに対処しにくいという問題点が生じる。
つまり、バンパスイッチが当接を検出した際に、モーターへの電力（電圧、電流）の供給を方向に関係なく遮断する必要はなく、その検出に関連した方向への走行を停止すれば十分であるが、従来はそのようなモーター制御装置や走行車両が提案されていなかった。
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑み、モーター駆動の走行車両において障害物に当接した場合に走行可能な方向を制限するようにモーターを停止して、制限されない以外の方向への走行を可能にするモーター制御装置、走行車両及びモーター制御方法及びモーター制御プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御することで当該走行車両の走行方向を制御するモーター制御装置において、
前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられ、外部との接触を検出する複数の接触センサと、
電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられるリレー回路と、
前記接触センサの検出結果に応じて前記リレー回路を制御するリレー制御部とを備え、
前記リレー制御部は、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御することを特徴とするモーター制御装置である。
【００１２】
本発明は、複数のモーターで駆動する走行車両であって、その走行を制御するために前記のモーター制御装置を備えたことを特徴とする走行車両である。
【００１３】
本発明は、複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御して当該走行車両の走行方向を制御するモーター制御方法であって、
前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられた複数の接触センサが外部との接触を検出する検出ステップと、
電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられたリレー回路を、前記接触センサの検出結果に応じて制御するリレー制御ステップとを有し、
前記リレー制御ステップでは、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御することを特徴とするモーター制御方法である。
本発明は、複数のモーターで駆動する走行車両についてモーター毎に電力を供給制御して当該走行車両の走行方向を制御するモーター制御装置で実行されるプログラムであって、
前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられた複数の接触センサが外部との接触を検出する検出機能と、
電力の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられたリレー回路を、前記接触センサの検出結果に応じて制御するリレー制御機能であって、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御するリレー制御機能とを実現させるためのモーター制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リレー制御部は、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御し、前記走行車両において障害物に当接した場合に走行可能な方向を制限するようにモーターを停止するので、車両が外部に衝突する不具合を停止させることができる。また、前記制限されない方向に進むためのモーター制御系統への電力供給が可能なため、制限されない以外の方向への走行を可能にして、衝突状態からいち早く回避することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る電動車両の説明図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシモーターの制御系統のブロック図である。
【図３】図２のモーターリレー装置の回路図である。
【図４】図２のモーターリレー装置において、（ａ）が各バンパスイッチ作動に対応した各リレー部のオン／オフの説明、（ｂ）が電動車両のバンパスイッチの配置説明図である。
【図５】第１実施形態のモーター制御を説明するフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るモーターリレー装置を設けたモーター制御系統の説明図であり、(ａ）が各バンパスイッチ作動に対応した各リレー部のオン／オフの説明、（ｂ）が電動車両のバンパスイッチの配置説明図である。
【図７】第３実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーターのモーター制御系統のブロック図である。
【図８】図７のモーターリレー装置の回路図である。
【図９】ブラシレスモーター駆動の模式図である。
【図１０】前記ブラシレスモーターを正転させる場合の励磁パターンの例であり、（ａ）がホールセンサの信号を示し、（ｂ）が励磁パターンを示す。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は図１０の励磁パターに対応するモーターの励磁例の各説明図である。
【図１２】前記ブラシレスモーターを正転させないようにする場合の励磁パターンの例であり、（ａ）がホールセンサの信号を示し、（ｂ）が励磁パターンを示す。
【図１３】前記ブラシレスモーターを正転させないようにリレー制御した状態で逆転するためのモーター励磁パターンの例であり、（ａ）にホールセンサの信号を示し、（ｂ）が励磁パターンを示す。
【図１４】図１３の場合で逆転させたくない場合の励磁パターンの説明図であり、（ａ）がホールセンサの信号を示し、（ｂ）が励磁パターンを示す。
【図１５】第４実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーターのモーター制御系統のブロック図である。
【図１６】第５実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーターのモーター制御系統のブロック図である。
【図１７】第６実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーターのモーター制御系統のブロック図である。
【図１８】従来の電動車両のバンパスイッチの配置説明図である。
【図１９】前記従来の電動車両における駆動部の左右モーター制御系統のブロック図である。
【図２０】図１９の回路におけるモーターリレー装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る電動車両の説明図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【００１８】
実施形態に係る電動車両１では、図１に示すように、車体(装置本体）２の前部左右に前輪３−１、３−１を設け、後部左右に後輪３−２，３−２を設けている。その前輪３−１，３−１が駆動輪でありその駆動用モーターが車体内に配置され、後部左右の後輪３−２，３−２は前方及び後方への回転と共に側方への移動を許容する構造となっている。前輪３−１，３−１のそれぞれの駆動速度を制御して、車体の進行速度を制御し、左右前輪３−１，３−１の速度差で操舵をするものである。前記電動車両１においては、図１に破線で示す位置のそれぞれにバンパスイッチ１６（１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒ）（「接触センサ」に相当）が設置される。図１において、符号４Ｆで示すフロントバンパに前バンパスイッチ１６Ｆ、符号４Ｂで示すリアバンパに後バンパスイッチ１６Ｂ、符号４Ｌで示す左バンパに左バンパスイッチ１６Ｌ、符号４Ｒで示す右バンパに右バンパスイッチ１６Ｒをそれぞれ配置している。
【００１９】
図２は本発明の第１実施形態に係る電動車両において、モーターリレー装置を設けたＤＣブラシモーターの制御系統のブロック図であり、図３がモーターリレー装置の回路図である。
【００２０】
図２、図３に示すように、第１実施形態の電動車両はモーターとしてＤＣブラシモーターを使用している。電動車両は、左右の前輪の駆動用モーター（「複数のモーター」に相当）１０Ｌ、１０Ｒと、電源部１２、電源部１２からの電力をモーター毎に供給制御することによって電動車両の走行方向を制御するモーター制御系統（モータ制御装置）を有する電動車両に係るものである。そして、図３に示すように、当該モーター制御系統には、モーターリレー装置として、前記電力供給をバンパスイッチ１６の作動によってオン／オフするリレー回路１４の各リレー１４１，１４２、１４３、１４４を複数のモーター１０Ｌ、１０Ｒそれぞれのモータードライバー１８（１８１，１８２）毎に分離して設けている。
【００２１】
図４(ｂ)に、バンパスイッチ１６（１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒ）の配置を示す。図４（ｂ）に示すように、外部との接触を検出するバンパスイッチ１６を車両の前・後（１６Ｆ・１６Ｂ）又は左・右（１６Ｌ・１６Ｒ）に分離して設けている。
【００２２】
分離した各バンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒは前記モーター制御系統毎に分離して設けたリレー回路の各リレー１４１、１４２、１４３、１４４のそれぞれに対応付けて制御するようにしている。前記リレー回路１４は、車両の前・後又は左・右に分離して設けたパンバスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒが接触すると関連付けられたモーターのみがオフするリレー回路１４の構成としたものである。
【００２３】
上記の構成によって、電動車両においては、いずれかのバンパスイッチ１６が外部と接触したことを検出した際に、前記リレー回路１４のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ４）によって、該検出したバンパスイッチ１６の取り付け位置方向に進もうとするその方向へのモーター制御系統へは電力供給をオフすると共に、当該取付け位置方向とは別方向に車両を進むためのモーター制御系統への電力供給を可能にし、つまり、オフとしない構成のモーター制御装置である。
【００２４】
各部を説明する。図２に示すように、バッテリーの電源部１２からＤＣ電源がリレー回路１４を経由してモータードライバー１８１，１８２に供給され、それらモータードライバー１８１，１８２から駆動電力がモーター１０Ｌ、１０Ｒに向けて供給される。モーター１０Ｌ、１０Ｒでは、正極・負極のブラシから回転する回転子（ローター）に前記駆動電力（電圧・電流）が供給される構成になっている。
【００２５】
各バンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒの検出信号はリレー制御部２０に入力され、そのリレー制御部２０によってリレー回路１４の個々のリレートランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ４）を制御する。
【００２６】
図３では、電源部１２の電源ライン側（例えば＋（プラス）側）１２ａとグランド側（例えば−（マイナス）側、ＧＮＤ）１２ｂからモーター１０Ｌ、１０Ｒに向けて電力を供給する回路構成を示している。ＤＣモーターを用いた左右のモーター１０Ｌ、１０Ｒには、その回転子（ローター）に電流を伝達する対のブラシが設けられる。モータードライバー１８１，１８２は、左右のモーター１０Ｌ、１０Ｒに対応して電力制御用のパワートランジスタＴｒａ〜Ｔｒｄを電源ライン側１２ａ及びグランド側１２ｂにそれぞれ対で設け、それらトンジスターＴｒによって左右のモーター１０Ｌ、１０Ｒへの供給電力を制御して、電動車両の走行を制御する。
【００２７】
この場合、図３に示すように、それら左右のモーター１０Ｌ、１０Ｒの回転子（ローター）に対して、モータードライバー１８のトンジスターＴｒａ〜Ｔｒｄから、ブラシ１０Ｌ１、１０Ｌ２、１０Ｒ１、１０Ｒ２を介して電圧・電流を供給する。実施形態では、ブラシ１０Ｌ１、１０Ｒ１にプラス＋（電源ライン側１２ａ）、１０Ｌ２、１０Ｒ２にマイナス−（グランド側１２ｂ）の電圧印加で正転（前進方向）し、その逆極性で逆転（後進方向）する。
【００２８】
モータードライバー１８１，１８２は各トランジスタＴｒａ〜Ｔｒｄの制御によって左右のモーター１０Ｌ、１０Ｒの個々の作動を制御して、上記の電動車両を要求に応じた駆動や操舵を可能にしている。
【００２９】
前記の電力制御用の供給電用各トランジスタＴｒ（Ｔｒａ〜Ｔｒｄ）は、モータードライバー１８１，１８２内の図示しない制御部からの制御信号に応じて、それらの各トランジスタＴｒのオン／オフを切り替えて、電源ライン側１２ａとグランド側１２ｂとのいずれをいずれのブラシに接続するかを切り替えて回転方向を制御可能とすると共に、左右のモーター１０Ｌ、１０Ｒへの供給電力量や電流パルス数、電圧パルス等を制御し、前記モーターの回転トルクや回転数を制御可能としている。
【００３０】
前記バンパスイッチ１６（前側１６Ｆ、後側１６Ｂ、左側１６Ｌ、右側１６Ｒ）のそれぞれの検出作動に応じたリレー回路１４の作動は、図４（ａ）に示すようになる。
【００３１】
図５はモーターリレー装置の制御コンピュータで実行されるモーター制御プログラムの動作フローチャートである。図５においては、各ステップをＳ１０１〜と略記する。
図４と図５に基づきモーターリレー装置の作動を説明する。
【００３２】
図５に示すように、モーター制御のためのバッテリー電源がオンであることを条件に（Ｓ１００）、全リレーをＯＮ（オン）にする（Ｓ１０１）。そして、車両の走行・停止・操舵等の走行制御をする（Ｓ１０２）。その際に、前記バンパスイッチ１６の前側１６Ｆが物への衝突を検出すると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、リレー回路１４においては、リレーＴｒ１、Ｔｒ３をオフ（ＯＦＦ）し、後進のみ可能にする（Ｓ１０４）。
【００３３】
前記前側１６Ｆが物への衝突を検出しない場合に（Ｓ１０３：Ｎｏ）、前記バンパスイッチ１６の後側１６Ｂが物への接触を検出すると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、リレーＴｒ２、Ｔｒ４をオフ（ＯＦＦ）し、前進のみ可能にする（Ｓ１０７）。
【００３４】
さらに、前記後側１６Ｂが物への接触を検出しない場合に（Ｓ１０６：Ｎｏ）、前記バンパスイッチ１６の左側１６Ｌ又は右側１６Ｒが物への衝突を検出すると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、リレー回路１４においては、全てのリレーＴｒ１〜Ｔｒ４をオフ（ＯＦＦ）にする（Ｓ１０９）。
【００３５】
前記のように何れかのバンパスイッチが衝突を検出し（Ｓ１０３：Ｙｅｓ、Ｓ１０６：Ｙｅｓ、Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、対応するリレーをオフ（ＯＦＦ）としたならば（Ｓ１０４、Ｓ１０７、Ｓ１０９）、復帰のために走行制御(右旋回等)する必要があるため車両の走行制御に戻る（Ｓ１０２）。なお、Ｓ１０８で前記バンパスイッチ１６の左側１６Ｌ又は右側１６Ｒが物への衝突を検出した場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）には、全リレーＴｒ１〜Ｔｒ４のオフ（ＯＦＦ）状態（Ｓ１０９）なので、車両走行制御に戻っても（Ｓ１０２）モーター駆動できない。その場合には、係員等の要員が手押し等により車体を移動させてリレーをオン(ＯＮ）状態に復帰させて走行制御に復帰させるようにできる。
【００３６】
一方、前記Ｓ１０８でバンパスイッチ１６の左側１６Ｌ又は右側１６Ｒが物への衝突を検出していない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）には、オフ（ＯＦＦ）状態のリレーをオン(ＯＮ)状態にし（Ｓ１０５）、車両走行制御に戻る（Ｓ１０２）。そして、バンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒが衝突と検出しているか否かの判断（Ｓ１０３）以降を再び実行する。
【００３７】
したがって、上記第１実施形態のモーターリレー装置の作動は、図５に示すように、前記走行車両の車体の異なる方向に分離して設けられた複数の接触センサ（各バンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒ）が外部との接触を検出する検出ステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０６、Ｓ１０８）と、電力（電圧、電流）の供給をオン／オフし、前記モーター毎に分離して制御するように設けられたリレー回路１４を、前記接触センサの検出結果に応じて制御するリレー制御ステップ（Ｓ１０４、Ｓ１０７，Ｓ１０９）とを有し、前記リレー制御ステップでは、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサに応じて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路１４を制御する。具体的には、前バンパスイッチ１６Ｆの検出で後進のみを、後バンパスイッチ１６Ｂの検出で前進のみ可能とし、左・右バンパスイッチ１６Ｌ・１６Ｒ検出でいずれの方向への移動もできないように規制することによって、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路１４を制御している。
【００３８】
第１の実施形態の電動車両によれば、外部との接触を検出するバンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒを車両の前・後又は左・右に分離して設け、分離した各バンパスイッチを前記駆動制御系統毎に分離して設けたリレー回路１４の各リレーＴｒ１〜Ｔｒ４のそれぞれに対応付けて接続し、いずれかのバンパスイッチが外部と接触したことを検出した際に、前記リレー回路１４によって該検出したバンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂの取り付け位置方向に進むためのモーター制御系統への電力供給をオフするので、当該接触したバンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂの取り付け位置方向への駆動を停止して車両が外部に衝突する不具合を停止させることができる。
それと共に、前後に関しては、バンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂの前記取付け位置方向とは別方向（この場合、前部検知ならば後方、後部検知ならば前方）に車両を進ませるためのモーター制御系統への電力供給を可能にするので、衝突箇所の別方向に車両を進行可能にして、衝突状態からいち早く回避することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３９】
第１の実施形態では、図４（ｂ）に示すように、バンパスイッチ１６は前後左右に分離され（１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒ）、同（ａ）に示すように前側バンパスイッチ１６Ｆのみが反応した場合はＴｒ１、Ｔｒ３をオフ（ＯＦＦ）し、後進のみ可能になる。一方、後側バンパスイッチ１６Ｂのみが反応した場合はＴｒ２、Ｔｒ４をオフ（ＯＦＦ）し、前進のみ可能になる。
【００４０】
そして、サイドスイッチ（バンパスイッチ１６Ｌ、１６Ｒ）が反応した場合に車体が定置旋回（駆動輪が左右逆回転して車体が旋回する動作）すると意図しない作動になる可能性があるため、前記サイドスイッチが反応した場合には全Ｔｒをオフにして動作できないようにする。例えば、左のバンパスイッチが反応している時に右旋回すると車体後部が左に移動し、左旋回すると車体前部が左に移動し、いずれにしても障害物に近づく動作になる。全Ｔｒをオフしてこのような動作を防止している。したがって、該接触したバンパスイッチの取り付け位置方向への駆動を停止して車両が外部に衝突する不具合を停止させることができる。
【００４１】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態の係るモーター制御装置について説明する。図６は、第２の実施形態に係る電動車両のバンパスイッチの配置（ｂ）と制御例（ａ）を示す。その他の構成については前記第１の実施形態と同様であり、同様部分に同一符号を付して図示を省略する。
【００４２】
この実施形態に係るモーターリレー装置は、図６（ｂ）に示すように、前記バンパスイッチ１６の内で左右のバンパスイッチが前後に分割して対で設けられているものである。つまり、前・後のバンパスイッチ１６Ｆ・１６Ｂの他、バンパスイッチ左前側１６ＦＬ、左後側１６ＢＬ、右前側１６ＦＲ、右後側１６ＢＲが設けられていてリレー制御部２０に信号が入力されるようになっている。
モーターリレー装置は図２や図３に示したＤＣブラシモーターの制御系統と同じであり、図２のモーターリレー装置では省略しているが、リレー制御部２０にバンパスイッチの前側１６Ｆ、後側１６Ｂ、左前側１６ＦＬ、左後側１６ＢＬ、右前側１６ＦＲ、右後側１６ＢＲが入力されるようになっている。それらのバンパスイッチそれぞれの検出作動に応じたリレー回路１４の作動は、図６（ａ）に示すようになる。
【００４３】
バンパスイッチにおいて、前後については、第１の実施形態と同様に、前側バンパスイッチ１６Ｆのみが反応した場合はＴｒ１、Ｔｒ３をオフ（ＯＦＦ）し、後進のみ可能になる。一方、後側バンパスイッチ１６Ｂのみが反応した場合はＴｒ２、Ｔｒ４をオフ（ＯＦＦ）し、前進のみ可能になる。
【００４４】
そして、サイドのバンパスイッチを左前側１６ＦＬ、左後側１６ＢＬ、右前側１６ＦＲ、右後側１６ＢＲのように、前半分と後半分に分割している。これにより、サイドのバンパスイッチが反応した時に旋回できる方向を指定することができる。
【００４５】
具体的には、図６（ａ）に示すように、左前側１６ＦＬのバンパスイッチが反応した場合にＴｒ２、Ｔｒ３をオフして、車両の右旋回のみを可能とする。右旋回すると、車体前部は右に、車体後部が左に動くため、左前のバンパスイッチから障害物が離れる。
また、右前側１６ＦＲのバンパスイッチが反応した場合にＴｒ１、Ｔｒ４をオフして、車両の左旋回のみを可能とする。また、左後側１６ＢＬのバンパスイッチが反応した場合にＴｒ１，Ｔｒ４をオフして、車両の左旋回のみを可能とする。また、右後側１６ＢＲのバンパスイッチが反応した場合にＴｒ２，Ｔｒ３をオフして、車両の右旋回のみを可能とする。
これにより、接触したバンパスイッチの取り付け位置方向への駆動を停止して車両が外部に衝突する不具合を停止させることができる。それと共に、前記取付け位置方向とは別方向に車両を進むためのモーター制御系統への電力供給を可能にするので、衝突箇所の別方向に車両を進行可能にして、衝突状態からいち早く回避することができる。
例えば左前側のバンパスイッチ１６ＦＬが障害物に接触して反応した場合に、右旋回のみを許可する。
【００４６】
〔第３の実施形態〕
図７は、第３実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーターのモーター制御系統のブロック図である。図８は、当該モーターリレー装置の回路図、図９は、ブラシレスモーターのローターの巻線に対する駆動例の模式図である。図１０〜図１４に励磁パターンを示す。
【００４７】
第１、第２の実施形態ではＤＣブラシモーターを使った場合の例を示したが、第３の実施形態ではＤＣブラシレスモーターの例を示す。
【００４８】
モーター１０Ｌ、１０Ｒには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のあるＤＣブラシレスモーターを使用し、前記リレー回路１４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに設けたものである。
【００４９】
ブラシレスモーターでは、ブラシの代わりにホールセンサ等の位置情報を信号線２０ａ、２０ａを介して入力して回路的に電流を切り替える。このため、ＤＣブラシモーターのように、電流を切断するだけでは回転方向を制限できない。
【００５０】
そのため、図７、図８に示すように、リレー回路１４としてインバーターの相ごとにリレーＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３を設け、ホールセンサの状態とバンパスイッチの状態の組み合わせで各リレーＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３のＯＮ／ＯＦＦ制御する。バンパスイッチは前記図４（ｂ）に示したバンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒを使用している。
【００５１】
ＤＣブラシレスモーター駆動を説明する。なお、図８、図９では、モーター１０Ｌ、１０Ｒの一方について示しているが、双方同様の回路である。
【００５２】
図９に示すように、モーター１０Ｌ、１０ＲのＤＣブラシレスモーターはステーターコイルが中性点Ｎのあるスター結線（Ｕ、Ｖ、Ｗの各相巻線を有する）をしている。モーター１０Ｌ、１０Ｒに駆動電力を供給するモータードライバー１８は、ステーターコイルにつきＵ、Ｖ、Ｗの相ごとに電源部１２の＋側の電源ライン側１２ａ、−側のグランド側１２ｂにスイッチ（トランジスタＴｒで形成される）がＵ＋、Ｖ＋、Ｗ＋、Ｕ−、Ｖ−、Ｗ−の各相に設けられ、プラスもしくはマイナスもしくは中点（プラス・マイナスどちらにも未接続）に接続される。前記ＤＣブラシレスモーターは中性点のあるモーターを用いており、各スイッチはトランジスタＴｒで形成される。回転速度やトルクは前記各スイッチのトランジスタＴｒによって制御する。
【００５３】
図９においては、Ｕ相はプラスに、Ｖ相はマイナスに、Ｗ相はマイナスに接続されている。この状態は図８において、各相のトランジスタＴｒがＵ＋＝ＯＮ、Ｕ−＝ＯＦＦ,Ｖ＋＝ＯＦＦ,Ｖ−＝ＯＮ,Ｗ＋＝ＯＦＦ,Ｗ−＝ＯＮの状態であることに相当する。
【００５４】
図１０は、前記ブラシレスモーターを正転させる場合のホールセンサの信号（（ａ）に示す）と励磁パターン（（ｂ）に示す）の例である。図１１の（ａ）〜（ｆ）は、図１０の励磁パターンの各期間（１）〜（６）(図で丸付き数字で示す）に対応するモーターの励磁例の各説明図である。図１０（ａ）に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のホールセンサ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）の検出信号(ＯＮ状態をハッチングで示す）が矢印方向に推移し、図１０（ｂ）に示すように、励磁パターンとなる。図において、センサ検出信号と、励磁パターンのいずれもハッチングで示す領域がＯＮ状態となる(以下の図で同様である）。図１１では、前記励磁の各期間（１）〜（６）におけるＵ、Ｖ、Ｗ相の各ステーターコイル（符号ＳＣｕ、ＳＣｖ、ＳＣｗで示す）の磁界の向きとローターＲＯを示している。図１１では、またＵ、Ｖ、Ｗ各相のホールセンサＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗの位置も示している。
【００５５】
図１０に示す信号パターンにてモーターが時計回り（ＣＷ）方向に回転する。また、ホールセンサ（ホールＩＣ）における信号推移も図１０に示している。逆転時にはステーターコイル（動力線）に逆向きに励磁電流を流す。
【００５６】
モーター駆動時には、モータードライバー１８においては、前記図１１に模式的に示すように、ホールセンサの信号状態（Ｕ、Ｖ、Ｗ各相のホールセンサＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗの信号を図１０に示す）に応じ、各スイッチのＴｒを順に切り替えていく。これにより３相コイルの励磁が回転し、３相の中心に置かれたローターの磁石が励磁パターンに引かれて回転する。
【００５７】
ここで、他の励磁パターンの例を図１２、図１３、図１４に示しており、いずれも（ａ）にホールセンサの信号を示し、（ｂ）に励磁パターンを示す。
図１２は、前記ブラシレスモーターを正転させないようにする場合の励磁パターンの例である。図１２に示す励磁パターンのように、正転させたくない場合は、ホールセンサ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）の状態に応じて(ハッチングの部分がＯＮ）、図１２中の二点鎖線で楕円形に囲む部分に対応するリレーＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３をＯＦＦ（オフ）する。
【００５８】
さらに、図１３は、前記ブラシレスモーターを正転させないようにリレー制御した状態で逆転するためのモーター励磁パターンの例である。正転させたくない場合は、ホールセンサ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）の状態に応じて、図１３中の二点鎖線で囲む部分のリレーをＯＦＦ（オフ）した状態において、クロスハッチングで示すリレーＴｒ（Ｕ＋、Ｕ−、Ｖ＋、Ｖ−、Ｗ＋、Ｗ−）をＯＮ（オン）するとモーターは逆転する。
【００５９】
一方、モーターを逆転させたくない場合は、ホールセンサ（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）の状態に応じて、図１４に示す二点鎖線の部分に対応するリレーＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３をＯＦＦ（オフ）すればよい。
【００６０】
以上のように、ホールセンサの信号とバンパスイッチの状態の組み合わせによってオフするリレーを決めることで、ＤＣブラシレスモーターに対して正転もしくは逆転を禁止する回路を作成することが可能である。
【００６１】
〔第４の実施形態〕
図１５は第４実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーター（モーター１０Ｌ、１０Ｒ）のモーター制御系統のブロック図である。
【００６２】
モータードライバー１８のインバーター駆動回路２２によって各トランジスタＴｒ（Ｕ＋、Ｖ＋、Ｗ＋、Ｕ−、Ｖ−、Ｗ−）を制御する構造になっている。第４の実施形態では、リレー制御部２０から前記インバーター駆動回路２２に制御線２４を接続する。
【００６３】
リレー制御部２０の指令に従って、前記インバーター駆動回路２２では、バンバ接触中に回転速度を制限して、車体が暴走する事態を防止する。また、前記インバーター駆動回路２２では、バンパ接触中にトルクを制限して、急激な挙動を抑制する。この例では、インバーター駆動回路２２がインバーターを構成する各トランジスタＴｒ（Ｕ＋、Ｖ＋、Ｗ＋、Ｕ−、Ｖ−、Ｗ−）のデューティ比を制御することにより、電流制限する。
【００６４】
〔第５の実施形態〕
図１６は、第５実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーター（モーター１０Ｌ、１０Ｒ）のモーター制御系統のブロック図である。図１５のものと同様部分に同様の符号を付する。
【００６５】
第５の実施形態は、図１６に示すように、モーター制御系統において、第４の実施形態のものにさらに、リレー制御部２０とインバーター駆動回路２２との間に第１のタイマ回路２６を設けたものである。第１のタイマ回路２６には、信号線２６ａを介してリレー制御部２０からリレー回路１４の制御信号が入力されるようになっている。また、インバーター駆動回路２２から、第１のタイマ回路２６に信号線２６ｂを介して、モーター１０Ｌ、１０Ｒの作動信号が入力される。当該第１のタイマ回路２６の開始は、前記作動信号に基づき、インバーター駆動回路２２がモーター駆動を開始したタイミングで第１のタイマ回路２６に計時作動を開始し、モーター駆動時間が所定時間に達したことをインバーター駆動回路２２に通知する。
【００６６】
このように前記第１のタイマ回路２６を組み合わせることで、インバーター駆動回路２２が、バンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒのいずれかが接触して作動した時は第１のタイマ回路２６によってモーター始動時の一定期間のみ最大トルクを発生することを許可し、その一転時間経過後は、トルクを制限することができるようにしたものである。
これは、異常状態の脱出において、車輪がスタックしている等の事態が想定されるため、モーター始動時のみ強いトルクが出せるようにするものである。脱出後は、安全を確認するためにしばらくの時間はトルクを制限することもできる。
【００６７】
〔第６の実施形態〕
図１７は、第６実施形態に係るモーターリレー装置を設けたＤＣブラシレスモーター（モーター１０Ｌ、１０Ｒ）のモーター制御系統のブロック図である。図１５、図１６に示すものと同様部分に同様の符号を付する。
【００６８】
本第６の実施形態においては、図１７に示すように、電源１２のＧＮＤラインのグランド側１２ｂに電流センサ２８を置き、電流センサ２８で駆動する第２のタイマ回路３０を有している。この第２のタイマ回路３０は、モーター駆動したことを電流センサ２８によって検出した駆動電流値によって判定し、バンパセンサ反応中には一定時間後に衝突したバンパスイッチ１６Ｆ、１６Ｂ、１６Ｌ、１６Ｒの取り付け方向のリレーＴｒ１〜Ｔｒ３が切れるようにする。このように障害物に接触した状態でのモーター駆動を一定時間以下に制限することにより、脱出操作の安全性を高めることができる。
【００６９】
タイマ計測中に脱出できない場合にはバンパセンサの反応が消えないため、第２のタイマ回路３０で計測した所定時間経過後にリレーをオフしてモーター駆動を停止する。停止によって状況確認を行うことを促すことができる。タイマ計測中に脱出できた場合にはバンパセンサの反応がなくなるため、リレー制御もなくなり通常のオペレーションに復帰できる。
【００７０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々に変形実施できる。例えば、第６の実施形態においてタイマ駆動を電流センサ２８の出力信号に基づくのではなく、図１５に示すように、第４の実施形態のモーター制御系統において、インバーター駆動回路２２からモーター駆動を表示する制御信号を第３のタイマ回路３２（二点鎖線で示す）に入力して、当該第３のタイマ回路３２によってリレー制御部２０を制御するようにして行うこと（変形例）も可能である。
【００７１】
前記実施形態においては、各バンパスイッチ（接触センサ）の何れかが接触を検出するとそのバンパスイッチの設置方向への移動を規制する等であったが、本発明においては、それに限られない方向も含めて、前記走行車両の走行可能な方向を限定するように前記リレー回路を制御するものである。すなわち、前記複数の接触センサのうちの、接触を検出した接触センサの取り付け位置方向と共にそれとは別の方向への移動も規制する等、走行可能な方向を種々に限定することができる。例えば、バンパスイッチ（接触センサ）で車体の前方やサイドの障害物を検出した際に、念のためバックしかできないようにする場合や、検知した接触センサと逆方向へのみ移動できるようにする場合等、走行可能方向を種々に限定できる。
また、前記実施形態では、リレー装置にはリレーにトランジスタを用いてるが、リレーには元気回路の開閉ができればトランジスタ以外のもの例えば電磁石で接点をオン・オフ駆動させるリレーを用いるなど、リレーの種類は特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のモーターリレー装置は、自律走行車両等の電動車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  電動車両
１０Ｌ  左側モーター
１０Ｒ  右側モーター
１２  電源
１２ａ  電源ライン側
１２ｂ  グランド側
１４  リレー回路
１６  バンパスイッチ
１８  モータードライバー
２０  リレー制御部
２２  インバーター駆動回路
２６  第１のタイマ回路
２８  電流センサ
３０  第２のタイマ回路
３２  第３のタイマ回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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