(57)【要約】【課題】前方への左右旋回時および後方への左右旋回時に安定走行を維持可能とする。【解決手段】制御装置は、配膳車の前方への左右旋回時および後方への左右旋回時に、左駆動輪または右駆動輪の何れかが空転して、左駆動モータに付与される第１電流量および右駆動モータに付与される第２電流量の間に電流偏差Ｇ３が発生した場合に、該電流偏差Ｇ３に基づいて分割比を設定する。そして、分割比に基づいて、空転した一方の駆動輪を回転する駆動モータに付与する電流量を増加させて、該一方の駆動輪の駆動力を増加させると共に。空転していない他方の駆動輪を回転する駆動モータに付与する電流量を減少させて、該他方の駆動輪の駆動力を減少させる。【選択図】図１０
2015107693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作手段(36)からの操作信号を受けて駆動制御手段(22)により駆動される第１駆動手段(48)および第２駆動手段(50)と、本体(12)の左右方向に離間して配設され、前記第１駆動手段(48)により回転制御される第１駆動輪(44)および前記第２駆動手段(50)により回転制御される第２駆動輪(46)とを備え、前記第１駆動手段(48)および第２駆動手段(50)を個別に駆動制御して前記第１駆動輪(44)および第２駆動輪(46)を個別に回転制御することで、前方直進、後方直進、前方への左右旋回および後方への左右旋回が可能な電動式移動車において、
前記駆動制御手段(22)は、前方への左右旋回および後方への左右旋回に際し、前記第１駆動手段(48)に付与される駆動用の第１電流量(G1)および前記第２駆動手段(50)に付与される駆動用の第２電流量(G2)を検知し、
前記駆動制御手段(22)は、前記第１駆動輪(44)または第２駆動輪(46)の何れか一方の空転に伴い、前記第１電流量(G1)および第２電流量(G2)の間に電流偏差(G3)が発生した場合に、該電流偏差(G3)に基づいて、旋回時における第１駆動輪(44)および第２駆動輪(46)に付与される電流量を分割比(P1)として設定し、
前記駆動制御手段(22)は、前記分割比(P1)に基づき、空転した一方の駆動輪(44,46)を回転させる一方の駆動手段(48,50)に付与する電流量を増加させると共に、他方の駆動輪(46,44)を回転させる他方の駆動手段(50,48)に付与する電流量を減少させることで、両駆動輪(44,46)の駆動力を再配分するようにした
ことを特徴とする電動式移動車。
【請求項２】
前記駆動制御手段(22)は、
前記操作手段(36)からの操作信号に基づいて前記本体(12)の前後方向の進行要求速度(V5)および左右方向の旋回要求速度(V6)を算出すると共に、所定の制御インターバルで実行されるモータ駆動処理により、直前のモータ駆動処理において算出された制御分割比(P2)を前記分割比(P1)に漸近するよう更新し、
前記モータ駆動処理において、前記進行要求速度(V5)、旋回要求速度(V6)および前記制御分割比(P2)に基づいて、前記第１駆動輪(44)に要求される第１駆動輪要求速度(V3)を次の数式５により算出すると共に、前記第２駆動輪(46)に要求される第２駆動輪要求速度(V4)を次の数式６により算出して、第１駆動手段(48)および第２駆動手段(50)に付与する電流量を徐々に増減させて前記第１駆動輪(44)および第２駆動輪(46)の速度を変化させることで、両駆動輪(44,46)の駆動力を再配分するようにした請求項１記載の電動式移動車。
【数５】
2015107693.tif 000014
【数６】
2015107693.tif 000015
前記数式５および数式６において、Ｖ５は進行要求速度、Ｖ６は旋回要求速度、Ｐ２は制御分割比である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幅方向に離間して本体に配設される一対の駆動輪を個別に回転制御することで、移動方向を変更させる電動式移動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本体の底部に幅方向に離間して配設した左右一対の駆動輪を備え、左右の各駆動輪を同じ方向へ同速度で回転させると前方直進および後方直進が可能で、また各駆動輪を個別に回転制御して速度差を生じさせることで前方への左右旋回および後方への左右旋回が可能となる電動式移動車が種々知られている(特許文献１)。例えば、電動式移動車として、病院等の施設で多人数の食事を運搬する配膳車がある。この配膳車は、食器を載せた食器トレーを多数収容可能な本体と、モータ等の駆動手段および該駆動手段により個別に回転制御される左右一対の駆動輪を該本体底部に有した駆動装置とを備えている。前記配膳車は、本体の前部に設けた操作手段(バーハンドル等)を操作者が任意の操作を行なうことにより、各駆動輪を個別に回転制御することができる。
【０００３】
図１２は、従来の配膳車における制御態様の概略説明図である。ここで、配膳車１０の長手方向を前後方向とすると共に、この前後方向と直交する方向を左右方向とする。また、配膳車１０の前進方向の速度を「＋」、後進方向の速度を「−」、該配膳車１０の上方から見て反時計方向(左回り方向)の回転速度を「−」、時計方向(右回り方向)の回転速度を「＋」と定義付ける。更に、上方から見て左側に位置する駆動輪を左駆動輪４４、右側に位置する駆動輪を右駆動輪４６とする。そして、配膳車１０の前面に設けたバーハンドル３６の動きによる操作信号が図７の駆動制御装置２２に入力されると、該駆動制御装置２２は、該操作信号に基づいた前後方向の要求速度である「進行要求速度Ｖ５」を算出すると共に、左右方向の速度として「旋回要求速度Ｖ６」を算出する。
【０００４】
前記駆動制御装置２２は、図１２において、左駆動モータ４８の回転数(回転速度)および右駆動モータ５０の回転数により、各駆動モータ４８,５０に対応する左駆動輪４４および右駆動輪４６の回転数(回転速度)に関する信号を受け、、これを演算することで前方直進または後方直進に対応する実速度(以下「進行実速度Ｖ１」という)や、前方への左右旋回または後方への左右旋回に対応する実速度(以下「旋回実速度Ｖ２」という)を得ることができる。ここで、前記進行実速度Ｖ１および旋回実速度Ｖ２は、次の数式１および数式２により算出される。
【数１】
2015107693.tif 000003
【数２】
2015107693.tif 000004
ここで、Ｖ７は、左駆動輪実速度、Ｖ８は、右駆動輪実速度である。
【０００５】
前記進行実速度Ｖ１および旋回実速度Ｖ２に基づいて、左駆動輪４４に要求される左駆動輪要求速度Ｖ３Ａおよび右駆動輪４６に要求される右駆動輪要求速度Ｖ４Ａは、次の数式３および数式４により算出される。
【数３】
2015107693.tif 000005
【数４】
2015107693.tif 000006
ここで、Ｖ５は、進行要求速度、Ｖ６は旋回要求速度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１４６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
左右に離間した一対の駆動輪４４,４６を備え、左右の駆動輪４４,４６が独立して駆動されるタイプの配膳車１０では、前記数式１〜数式４に基づいて、左駆動輪要求速度Ｖ３Ａおよび右駆動輪要求速度Ｖ４Ａを算出して、前方直進、後方直進、前方左右旋回および後方左右旋回を行なうことができる。ここで、従来の配膳車１０は、一般にサスペンション構造を有していないので、床面のうねり、凹凸その他傾斜等に起因して該配膳車１０が左右何れかに傾くと、左駆動輪４４または右駆動輪４６の一方が接地面から上方へ変位して空転してしまい、床面に対し駆動力が加わらなくなる場合がある。特に、前方への左右旋回中や後方への左右旋回中に、一方の駆動輪の駆動力が失われた場合は、他方の駆動輪の駆動力だけが活かされているため、配膳車１０は駆動力が失われた駆動輪の側へ曲がるようになり、所謂「とられ感」が発生してスムーズな旋回が損なわれる課題がある。例えば、前方への左旋回を説明すると、前方左旋回中に旋回外側となる右駆動輪４６が空転すると、左駆動輪４４の駆動力のみが有効となるので、配膳車１０は前方へ右旋回するようになる。また、前方左旋回中に旋回内側となる左駆動輪４４が空転すると、右駆動輪４６の駆動力のみが有効となるので、配膳車１０は前方左側へ巻き込むように左旋回するようになる。このような現象が発生すると、配膳車１０の安定走行を維持できない問題が生じるばかりでなく、操作者に不快感や不安感を与えることになる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、前方への左右旋回時および後方への左右旋回時を安定した走行を維持可能とした電動式移動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
操作手段からの操作信号を受けて駆動制御手段により駆動される第１駆動手段および第２駆動手段と、本体の左右方向に離間して配設され、前記第１駆動手段により回転制御される第１駆動輪および前記第２駆動手段により回転制御される第２駆動輪とを備え、前記第１駆動手段および第２駆動手段を個別に駆動制御して前記第１駆動輪および第２駆動輪を個別に回転制御することで、前方直進、後方直進、前方への左右旋回および後方への左右旋回が可能な電動式移動車において、
前記駆動制御手段は、前方への左右旋回および後方への左右旋回に際し、前記第１駆動手段に付与される駆動用の第１電流量および前記第２駆動手段に付与される駆動用の第２電流量を検知し、
前記駆動制御手段は、前記第１駆動輪または第２駆動輪の何れか一方の空転に伴い、前記第１電流量および第２電流量の間に電流偏差が発生した場合に、該電流偏差に基づいて、旋回時における第１駆動輪および第２駆動輪に付与される電流量を分割比として設定し、
前記駆動制御手段は、前記分割比に基づき、空転した一方の駆動輪を回転させる一方の駆動手段に付与する電流量を増加させると共に、他方の駆動輪を回転させる他方の駆動手段に付与する電流量を減少させることで、両駆動輪の駆動力を再配分するようにしたことを要旨とする。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、電動式移動車の前方への左右旋回時または後方への左右旋回時に、第１駆動輪および第２駆動輪の一方が空転した場合に、発生した電流偏差に基づいて設定した分割比を基にして、空転した一方の駆動輪に付与する電流量を増加させると共に空転していない他方の駆動輪に付与する電流量を減少させて両駆動輪の駆動力を再配分することで、前方への左右旋回時または後方への左右旋回時に一方の駆動輪が空転しても安定走行を維持することができる。これにより、前方への左右旋回時および後方への左右旋回時に、電動式移動車が不意に向きを変えたり、予期しない方向へ走行することが防止され、旋回時の安全性を向上させ得ると共に、操作者に不快感や不安感を与えない。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、
前記駆動制御手段は、
前記操作手段からの操作信号に基づいて前記本体の前後方向の進行要求速度および左右方向の旋回要求速度を算出すると共に、所定の制御インターバルで実行されるモータ駆動処理により、直前のモータ駆動処理において算出された制御分割比を前記分割比に漸近するよう更新し、
前記モータ駆動処理において、前記進行要求速度、旋回要求速度および前記制御分割比に基づいて、前記第１駆動輪に要求される第１駆動輪要求速度を次の数式５により算出すると共に、前記第２駆動輪に要求される第２駆動輪要求速度を次の数式６により算出して、第１駆動手段および第２駆動手段に付与する電流量を徐々に増減させて前記第１駆動輪および第２駆動輪の速度を変化させることで、両駆動輪の駆動力を再配分するようにしたことを要旨とする。
【数５】
2015107693.tif 000007
【数６】
2015107693.tif 000008
前記数式５および数式６において、Ｖ５は進行要求速度、Ｖ６は旋回要求速度、Ｐ２は制御分割比である。
請求項２に係る発明によれば、電動式移動車の前方への左右旋回時または後方への左右旋回時に、第１駆動輪および第２駆動輪の一方が空転した場合に、制御インターバルで実行されるモータ駆動処理において、第１電流値および第２電流値の間に生じた電流偏差に基づいて設定された分割比に漸近するよう更新される制御分割比を用いて、第１駆動輪に要求される第１駆動輪要求速度および第２駆動輪に要求される第２駆動輪要求速度を算出する。そして、第１駆動輪を第１駆動輪要求速度で回転するよう第１電流量を変化させると共に、第２駆動輪を第２駆動輪要求速度で回転するよう第２電流量を変化させることで、第１駆動輪および第２駆動輪の速度が徐々に変化して両駆動輪の駆動力が再配分されるので、前方への左右旋回時または後方への左右旋回時に第１駆動輪または第２駆動輪の何れか一方が空転しても安定走行を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電動式移動車によれば、床面に凹凸等があっても前方への左右旋回および後方への左右旋回を安定して円滑に行なうことができ、また操作者の不快感や不安感を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る配膳車を、一部破断して示す右側面図である。
【図２】実施例の配膳車の正面図である。
【図３】配膳車のパンパに配設されたバンパセンサユニットの部分正面図である。
【図４】実施例の配膳車の底部を概略的に示す底面図である。
【図５】バーハンドルの操作と配膳車の動作との関係を示す説明図であって、(ａ)は、配膳車を前方直進および後方直進させる状態を示し、(ｂ)は、配膳車を前方左旋回、後方右旋回、前方右旋回および後方左旋回させる状態を示している。
【図６】バンパセンサユニットの結線状態を示す回路図である。
【図７】配膳車の電気制御系を示すブロック図である。
【図８】バーハンドルの操作による目標分割比および制御分割比の関係を示す図表である。
【図９】モータ駆動処理を経時的に示すフローチャートである。
【図１０】モータ駆動処理に際し実行される駆動輪要求速度算出の処理段階を示すフローチャートである。
【図１１】(ａ)は、バッテリー残量と残量水準との対応関係を示した図であり、(ｂ)は、使用過程データが失われて再定義が必要な場合に、バッテリー電圧から推定されるバッテリーの容量を示した図である。
【図１２】配膳車の進行方向および旋回方向の概念を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係る電動式移動車の好適な実施例について、添付図面を参照しながら以下説明する。実施例は、電動式移動車として配膳車を示し、また左右、前後および上下方向は、配膳車を後上方から見た状態におけるものとする。
【実施例】
【００１５】
(配膳車の全体構成)
図１に示す配膳車１０は、食品が載置された食器トレー３１を複数収納可能な本体１２と、本体１２の上部に画成されてエアコンユニット(図示せず)が収容された機械室１４と、該本体１２の底部に配設された本体ベース１６に配設された駆動装置１８と、本体１２の前部に配設された操作部２０とを備えている。また、配膳車１０は、操作部２０内には、駆動装置１８を構成する左駆動モータ(第１駆動モータ)４８および右駆動モータ(第２駆動モータ)５０を回転制御する駆動制御手段としての制御装置２２が配設されると共に、該制御装置２２の下方には、左右の各駆動モータ４８,５０へ電力を供給するバッテリー２４が収納されている。なお、制御装置２２およびバッテリー２４は、本体１２の異なる位置に配設してもよい。
【００１６】
(本体)
前記本体１２は、図１および図２に示すように、前記駆動装置１８が配設された本体ベース１６の上部に配設され、外箱および内箱の間に断熱材を充填した矩形箱状をなす断熱構造をなしており、左側面および右側面が大きく開口している。また、本体１２は、前後方向に所要間隔で離間する３つの仕切壁２６(前仕切壁２６Ａ、中央仕切壁２６Ｂ、後仕切壁２６Ｃ)が立設され、該本体１２の内部は４つの収納室２８に区画している。前仕切壁２６Ａおよび後仕切壁２６Ｃの前面には、前方へ水平に延出する載置部材３０が、上下に所要間隔で複数(実施例では５つ)配設されていると共に、該前仕切壁２６Ａおよび後仕切壁２６Ｃの後面には、後方へ水平に延出する載置部材３０が、上下に所要間隔で複数(実施例では５つ)配設されており、各載置部材３０には食器トレー３１が載置されるようになっている(図１では、前仕切壁２６Ａに配設された各載置部材は図示されていない)。そして、本体１２の左側部および右側部には、該本体１２の上部および下部に夫々ヒンジ接合された複数(実施例では４枚ずつ)の扉３２が、対応する収納室２８を開閉可能に配設されている(図１は、本体１２の右側部に配設された４枚の扉３２のうち、後側に配設した２枚の扉３２を省略して図示している)。
【００１７】
前記本体１２の各収納室２８は、機械室１４に配設したエアコンユニットにより個別に加温または冷却が可能となっており、温まった状態で収容する食品および冷やした状態で収容する食品を、各収納室２８毎に分配収納し得るようになっている。なお、図１に示すように、機械室１４を画成する壁部には、エアコンユニットを制御するエアコン操作パネル３４が配設されている。
【００１８】
(操作部)
前記操作部２０は、図２および図４に示すように、当該配膳車１０を、前方直進、後方直進、前方左旋回、前方右旋回、後方左旋回および後方右旋回させる操作手段としてのバーハンドル３６と、駆動装置１８を制御する駆動操作パネル３８とを備えている。駆動操作パネル３８には、駆動装置１８の左駆動モータ４８および右駆動モータ５０のＯＮ・ＯＦＦ操作を行なうボタンおよび運転スイッチ等の各種操作手段や、バッテリー２４の残量を示すバッテリー残量メータ２１等が配設されている。
【００１９】
(バーハンドル)
前記バーハンドル３６は、図２および図５に示すように、前側から見て略コ字形に形成した棒状部材であって、左右方向へ延在して操作者が把持可能な把持部３６Ａと、該把持部３６Ａの左端から下方へ延出した左縦棒部３６Ｂと、該把持部３６Ａの右端から下方へ延出した右縦棒部３６Ｃとからなる。そして、図２に示すように、バーハンドル３６における左縦棒部３６Ｂの下端部が、操作部２０の左側部に回転可能に支持されると共に、該バーハンドルにおける右縦棒部３６Ｃの下端部が、操作部２０の右側部に回転可能に支持されている。操作部２０には、バーハンドル３６における左縦棒部３６Ｂの下端部を支持した部分に左操作信号出力器４０が配設され、また、バーハンドル３６における右縦棒部３６Ｃの下端部を支持した部分に右操作信号出力器４２が配設されている。ここで、左操作信号出力器４０および右操作信号出力部器は、所謂回転式の可変抵抗器(ポテンショメータ)であって、バーハンドル３６の操作時に、左縦棒部３６Ｂが回転することで左操作信号出力器４０が追従回転すると共に、右縦棒部３６Ｃが回転することで右操作信号出力器４２が追従回転するようになっている。そして、左操作信号出力器４０および右操作信号出力器４２は、バーハンドル３６の操作に基づく回転量に応じた操作信号を前記制御装置２２に出力する。
【００２０】
前記バーハンドル３６は、バネ等の付勢手段(図示せず)を備え、操作者が把持部３６Ａを把持しない非操作時において、左右の縦棒部３６Ｂ,３６Ｃが略垂直な中立状態(図１参照)に保持される。そして、バーハンドル３６は、中立状態に対して把持部３６Ａが前方へ移動して、左縦軸部３６Ｂおよび右縦軸部３６Ｃが前方へ傾動した第１操作状態(図５(ａ)に２点鎖線で表示)や、中立状態に対して把持部３６Ａが後方へ移動して、左縦軸部３６Ｂおよび右縦軸部３６Ｃが後方へ傾動した第２操作状態(図５(ａ)に１点鎖線で表示)に姿勢変位させ得るようになっている。また、バーハンドル３６は、図５(ｂ)に示すように、軸心Ｃを中心とした回転変位が可能に配設されており、該軸心Ｃを中心として左方へ回転して傾動した第３操作状態(図５(ｂ)に２点鎖線で表示)や、該軸心Ｃを中心として右方へ回転して傾動した第４操作状態(図５(ｂ)に１点鎖線で表示)に姿勢変位可能になっている。
【００２１】
ここで、バーハンドル３６の第１操作状態は、配膳車１０を前方へ直進させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って左操作信号出力器４０および右操作信号出力器４２の回転量が夫々増加し、前方直進の要求速度である進行要求速度Ｖ５の設定値を大きくするようになっている。バーハンドル３６の第２操作状態は、配膳車１０を後方へ直進させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って左操作信号出力器４０および右操作信号出力器４２の回転量が夫々増加し、後方直進の要求速度である進行要求速度Ｖ５を大きくするようになっている。バーハンドル３６の第３操作状態は、配膳車１０を前方へ左旋回または後方へ右旋回させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って前方左旋回および後方右旋回における要求速度である旋回要求速度Ｖ６の設定値を大きくするようになっている。バーハンドル３６の第４操作状態は、配膳車１０を前方へ右旋回または後方へ左旋回させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って左操作信号出力器４０の回転量が増加し、前方右旋回または後方左旋回における旋回要求速度Ｖ６の設定値を大きくするようになっている。
【００２２】
すなわち、バーハンドル３６は、第１操作状態および第３操作状態になるよう同時に操作することで、配膳車１０を前進させながら左旋回(非信地旋回により左旋回)させることができ、また、第１操作状態および第４操作状態になるよう同時に操作することで、配膳車１０を前進させながら右旋回(非信地旋回により右旋回)させることができる。また、バーハンドル３６は、第２操作状態および第３操作状態になるよう同時に操作することで、配膳車１０を後進させながら右旋回(非信地旋回により右旋回)させことができ、第２操作状態および第４操作状態になるよう同時に操作することで、配膳車１０を後進させながら左旋回(非信地旋回により左旋回)させることができる。
【００２３】
(駆動装置)
前記駆動装置１８は、図１〜図４に示すように、本体ベース１６における前後中央より後側において、左右方向(幅方向)へ離間して配設された左右一対の第１および第２駆動輪４４,４６(以下、第１駆動輪を「左駆動輪４４」、第２駆動輪を「右駆動輪４６」という)と、本体ベース１６に固定されて該左駆動輪４４に連係された左駆動モータ(第１駆動手段)４８と、本体ベース１６に固定されて該右駆動輪４６に連係された右駆動モータ(第２駆動手段)５０とを備えている。左駆動モータ４８は、ギアボックス４６Ａを備え、該ギアボックス４８Ａの駆動軸４８Ｂが左右方向へ延在すると共に左側方へ延出した状態で本体ベース１６に固定されている。左駆動輪４４は、その外周部に硬質ゴム等が配設され、左右方向へ延在する駆動軸４８Ｂに固定されており、前後には固定された状態で回転する。また、右駆動モータ５０はギアボックス５０Ａを備え、該ギアボックス５０Ａの駆動軸５０Ｂが左右方向へ延在すると共に、右側方へ延出した状態で本体ベース１６に固定されている。右駆動輪４６は、その外周部に硬質ゴム等が配設され、左右方向へ延在する駆動軸５０Ｂに固定されて、前後には固定された状態で回転する。そして、左駆動モータ４８の駆動軸４８Ｂおよび右駆動モータ５０の駆動軸５０Ｂは、左右に延在する同一軸線上に位置し、左駆動輪４４および右駆動輪４６は常に平行に保持された状態で回転する。
【００２４】
(左駆動モータおよび右駆動モータ)
前記左駆動モータ４８は、制御装置２２に接続された左駆動モータ制御基板(図７参照)５２により制御されるサーボモータであり、右駆動モータ５０は、制御装置２２に接続された右駆動モータ制御基板(図７参照)５４により制御されるサーボモータであって、何れもバッテリー２４からの供給電力により回転する。左駆動モータ制御基板５２には、左駆動モータ４８の回転方向、回転速度および回転角度を識別可能なエンコーダ５３が配設され、これにより左駆動モータ制御基板５２は、制御装置２２からの制御信号とエンコーダ５３で得られる情報とに基づき、左駆動モータ４８の回転方向および回転速度を制御する。同じく、右駆動モータ制御基板５４には、右駆動モータ５０の回転方向、回転速度および回転角度を識別可能なエンコーダ５５が配設され、これにより右駆動モータ制御基板５４は、制御装置２２からの制御信号とエンコーダ５５で得られる情報とに基づき、右駆動モータ５０の回転方向および回転速度を制御する。
【００２５】
(従動輪)
図１〜図４に示すように、本体ベース１６の前部左側および前部右側には、複数(実施例では２つ)の従動輪５６,５６が配設されている。左右の各従動輪５６,５６は、本体ベース１６に対して垂直軸周りに回転自在な支持部材５８に配設されて、水平軸周りに回転自在になっている。すなわち、各従動輪５６,５６は、配膳車１０の姿勢変位に合わせて支持部材５８が垂直軸周りに適宜回転するので、該配膳車１０が前方直進または後方直進する場合には回転軸が左右方向を向くようになり、前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回および後方右旋回する場合には、左右方向に対して斜め方向を向くようになっている。
【００２６】
(制御装置について)
実施例の配膳車１０における制御装置２２は、図７に示すように、駆動制御ＣＰＵ６０、駆動制御ＲＯＭ６２、駆動制御ＲＡＭ６４により構成されている。駆動制御ＲＯＭ６２には、配膳車１０の走行速度制御に関連する左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出するためのモータ駆動処理プログラム(後述)や、左右の駆動モータ４８,５０の制御に関連する各種のデータ等が記憶されている。駆動制御ＣＰＵ６０は、駆動制御ＲＯＭ６２に記憶されている前記モータ駆動処理プログラムを実行して左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出し、算出された左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４に基づき、左駆動モータ制御基板５２および右駆動モータ制御基板５４に制御信号を送信する。ここで、駆動制御ＣＰＵ６０は、図９に示すモータ駆動処理を、制御されたインターバル(実施例では２ｍｓ(０．００２秒))毎に実行するようになっている。また、駆動制御ＣＰＵ６０は、当該モータ駆動処理プログラムを実行するに際して、左駆動モータ制御基板５２から送信された左駆動モータ４８の回転速度により左駆動輪４４の実速度である左駆動輪実速度Ｖ７を算出すると共に、右駆動モータ制御基板５４から送信された右駆動モータ５０の回転速度により右駆動輪４６の実速度である右駆動輪実速度Ｖ８を算出して、算出された左駆動輪実速度Ｖ７および右駆動輪実速度Ｖ８のデータを駆動制御ＲＡＭ６４に記憶する。更に、駆動制御ＣＰＵ６０は、左駆動モータ４８に付与される駆動用の電流値(以降「第１電流値」という)Ｇ１および右駆動モータ５０に付与される駆動用の電流値(以降「第２電流値」という)Ｇ２を取得して、後述する電流偏差Ｇ３を算出する電流検知部を備えている。
【００２７】
駆動制御ＲＡＭ６４は、操作部２０のバーハンドル３６の操作による左操作信号出力器４０からの操作信号および右操作信号出力器４２からの操作信号に基づき、駆動制御ＣＰＵ６０が算出した前後方向の要求速度である進行要求速度Ｖ５を記憶する進行要求速度記憶部と、左右方向の要求速度である旋回要求速度Ｖ６を記憶する旋回要求速度記憶部とを備えている。また、駆動制御ＲＡＭ６４は、駆動制御ＣＰＵ６０においてモータ駆動処理プログラムを実行して得られた左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４のデータを一時的に記憶すると共に更新可能な駆動輪要求速度記憶部や、駆動制御ＣＰＵ６０において算出された左駆動輪実速度Ｖ７および右駆動輪実速度Ｖ８のデータを一時的に記憶すると共に更新可能な実速度記憶部を備えている。更に、駆動制御ＲＡＭ６４は、左操作信号出力器４０からの操作信号および右操作信号出力器４２からの操作信号を更新して記憶する操作信号記憶部や、後述する分割比Ｐ(目標分割比(分割比)Ｐ１およびモータ駆動処理の実行により算出される制御分割比Ｐ２)を記憶する分割比記憶部を備えている。
【００２８】
次に、実施例の制御装置２２における駆動制御ＣＰＵ６０において実行されるモータ駆動処理について、図９および図１０を引用して説明する。実施例の制御装置２２は、駆動制御ＣＰＵ６０においてモータ駆動処理のプログラムを前述した制御インターバル(２ｍｓ)毎に実行している。そして、モータ駆動処理を実行する際に、前方右旋回時、後方左旋回時および後方右旋回時において左駆動輪４４または右駆動輪４６の何れか一方が空転した際に、該空転した駆動輪の駆動力および空転していない駆動輪の駆動力が再配分されるように、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出し得るよう構成されている。なお、ここでいう「空転」とは、左駆動輪４４または右駆動輪４６の一方が床面から完全に離間し(浮上し)、該床面から離間した駆動輪が回転する状態と、左駆動輪４４または右駆動輪４６の両方が床面に接触しているものの、床面の凹凸等により該床面に対する押えが弱くなった駆動輪が該床面に接触したまま回転する状態とを含む。
【００２９】
なお、以下の説明においては、図１２に示すように、配膳車１０の長手方向を前後方向、前後方向と水平に交差する短手方向を左右方向とし、前方直進時の速度を「＋」、後方直進時の速度を「−」とすると共に、当該配膳車１０の後上方から見て反時計方向(左回り方向)の旋回速度を「−」、時計方向(右回り方向)の旋回速度を「＋」と定義する。
【００３０】
(進行実速度および旋回実速度)
実施例の制御装置２２は、左駆動モータ４８の回転速度(回転数)と該左駆動モータ４８のギアボックス４８Ａのギア比との関係で左駆動輪４４の左駆動輪実速度Ｖ７を算出すると共に、右駆動モータ５０の回転速度(回転数)と該右駆動モータ５０のギアボックス５０Ａのギア比との関係で右駆動輪４６の右駆動輪実速度Ｖ８を算出して、前後方向における前方直進または後方直進に対応する進行実速度Ｖ１と、左右方向における前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回および後方右旋回に対応する旋回実速度Ｖ２を取得することができる。ここで、進行実速度Ｖ１および旋回実速度Ｖ２は、前記段落［０００４］で示した数式１、数式２により算出される。
【００３１】
(左駆動輪要求速度および右駆動輪要求速度)
また、実施例では、左駆動輪４４に要求される速度である左駆動輪要求速度Ｖ３を、次に示す数式５で算出すると共に、右駆動輪４６に要求される速度である右駆動輪要求速度Ｖ４を、次に示す数式６により算出するようになっている。
【数５】
2015107693.tif 000009
【数６】
2015107693.tif 000010
ここで、前記Ｐ２は、後述する制御分割比である。
【００３２】
(分割比)
実施例では、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出する際に、「分割比」が導入されている。前記数式５および数式６における制御分割比Ｐ２は、実施例では、＋５００〜−５００の範囲の実数としている。この分割比Ｐは、配膳車１０の前方左旋回時、前方右旋回時、後方左旋回時および後方右旋回時における左駆動輪４４および右駆動輪４６の関与割合を決定して、両駆動輪４４,４６の駆動力を配分するためのものである。すなわち、左右方向に離間した一対の左駆動輪４４および右駆動輪４６を個別に回転制御しながら走行する左右独立駆動タイプの配膳車１０は、サスペンション機能を備えていないため、床面のうねり、凹凸および傾斜等に伴い左駆動輪４４または右駆動輪４６の接地力が低下して空転することがあり、該空転が発生した場合には、第１駆動輪４４および第２駆動輪４６に対する駆動力を再配分し得るようになっている。
【００３３】
ここで、左右独立駆動タイプの配膳車１０では、前方への左右旋回および後方への左右旋回が安定して円滑に行なわれている場合は、左駆動輪４４および右駆動輪４６の夫々に均等な駆動力が付加されていて、左駆動輪４４を回転制御する左駆動モータ４８に付与される電流量Ｇ１(以下「第１電流量Ｇ１」という)および右駆動輪４６を回転制御する右駆動モータ５０に付与される電流量Ｇ２(以下「第２電流量Ｇ２」という)は同じである。しかし、左駆動輪４４が空転した場合は、左駆動モータ４８の負荷が低下することで、該左駆動モータ４８に付与される第１電流量Ｇ１が低下し、右駆動輪４６が空転した場合は、右駆動モータ５０の負荷が低下することで、該右駆動モータ５０に付与される第２電流量Ｇ２が低下する。すなわち、左右の駆動輪４４,４６の何れか一方が空転した場合には、第１電流量Ｇ１および第２電流量Ｇ２の間に差が生じるようになり、制御装置２２の電流検知部は、第１電流量Ｇ１と第２電流量Ｇ２との差を「電流偏差Ｇ３」として算出する。すなわち、電流偏差Ｇ３は、次の数式７で算出される。
【数７】
2015107693.tif 000011
なお、制御装置２２は、前述した制御インターバル(２ｍｓ)毎に、第１電流値Ｇ１および第２電流値Ｇ２を検知して、電流偏差Ｇ３の数値を更新するようになっている。
【００３４】
前記数式７によれば、左駆動輪４４が空転して第１電流量Ｇ１が低下した場合は、第１電流量Ｇ１＞第２電流量Ｇ２となることで、電流偏差Ｇ３は負の数値(符号がマイナス「−」)となる。一方、右駆動輪４６が空転して第２電流量Ｇ２が低下した場合は、第１電流量Ｇ１＜第２電流量Ｇ２となることで、電流偏差Ｇ３は正の数値(符号がプラス「＋」)となる。
【００３５】
(電流偏差による目標分割比の設定)
そして、制御装置２２における駆動制御ＣＰＵ６０は、左駆動輪４４または右駆動輪４６の空転に伴って生じた電流偏差Ｇ３を、予め設定された所定の補正方法に基づいて補正した数値を、「目標分割比Ｐ１」として設定するようになっている。ここで、左駆動輪４４が空転して第１電流量Ｇ１＜第２電流量Ｇ２となり、電流偏差Ｇ３が負の数値となる場合は、目標分割比Ｐ１は負の数値(符号がマイナス「−」)に設定される。また、右駆動輪４６が空転して第１電流量Ｇ１＞第２電流量Ｇ２となり、電流偏差Ｇ３が正の数値となる場合は、目標分割比Ｐ１は正の数値(の符号がプラス「＋」)に設定される。
【００３６】
(制御分割比)
更に、駆動制御ＣＰＵ６０は、図１０に示す駆動力配分処理(後述)を制御インターバル(２ｍｓ)毎に実行することで、前方への左右旋回時および後方への左右旋回時に空転する駆動輪４４,４６を徐々に増速させると共に、空転しない駆動輪４４,４６を徐々に減速させるための分割比(以降「制御分割比Ｐ２」という)を設定するようになっている。制御分割比Ｐ２は、図８に示すように、制御インターバル毎に実行されるモータ駆動処理により更新されて、時間Ｔが経過する間に、設定された目標分割比Ｐ１に漸近変化するようになっている。すなわち、前方左旋回時、前方右旋回時、後方左旋回時および後方右旋回時に、モータ駆動処理の実行毎に更新される制御分割比Ｐ２を、前記数式５および数式６に適用して左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を夫々算出し、各駆動輪４４,４６を駆動する第１駆動モータ４８に付与する第１電流量Ｇ１および第２駆動モータ５０に付与する第２電流量Ｇ２を変化させることで、左駆動輪４４の左駆動輪実速度Ｖ７および右駆動輪４６の右駆動輪実速度Ｖ８を徐々に変化させ得る。なお、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４の具体的な算出態様については後述する。
【００３７】
(モータ駆動処理)
次に、駆動制御ＣＰＵ６０が実行するモータ駆動処理について、図９および図１０を引用して、具体的に説明する。実施例の駆動制御ＣＰＵ６０は、図９に示すモータ駆動処理を、制御インターバル(２ｍｓ)毎に実行する。このモータ駆動処理では、先ず、バーハンドル３６の操作に基づいて、左操作信号出力器４０および右操作信号出力器４２から操作信号が入力されているかを判定する(ステップＳ１１)。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合(左操作信号出力器４０および右操作信号出力器４２の両方から操作信号が入力されていない場合)は、当該モータ駆動処理を終了する。
【００３８】
駆動制御ＣＰＵ６０は、前記ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合(左操作信号出力器４０および右操作信号出力器４２の少なくとも一方からの操作信号が入力されている場合)は、駆動制御ＲＡＭ６４に記憶されている左駆動輪実速度Ｖ７および右駆動輪実速度Ｖ８を取得して、進行実速度Ｖ１および旋回実速度Ｖ２を算出する(ステップＳ１２)。また、駆動制御ＣＰＵ６０は、駆動制御ＲＡＭ６４に記憶されている制御分割比Ｐ２を読み出す(ステップＳ１３)。そして、駆動制御ＣＰＵ６０は、ステップＳ１２において算出された進行実速度Ｖ１および旋回実速度Ｖ２と、ステップＳ１３で読み出した制御分割比Ｐ２に基づき、図１０に示す駆動力配分処理を実行して、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出する(ステップＳ１４)。ステップＳ１４における駆動力配分処理において、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４が算出されると、駆動制御ＣＰＵ６０は、左駆動モータ制御基板５２に左駆動輪要求速度Ｖ３の情報を含む制御信号を送信すると共に、右駆動モータ制御基板５４に右駆動輪要求速度Ｖ４の情報を含む制御信号を送信して(ステップＳ１５)、当該モータ駆動処理を終了する。
【００３９】
そして、左駆動モータ制御基板５２は、駆動制御ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて左駆動モータ４８を駆動制御して左駆動輪４４を所定の回転速度で回転させ、右駆動モータ制御基板５４は、駆動制御ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて右駆動モータ５０を駆動制御して右駆動輪４６を所定の回転速度で回転させる。従って配膳車１０は、左駆動輪４４および右駆動輪４６が所定の回転速度で回転することで、前方直進、後方直進、前方左旋回、前方右旋回、後方左旋回または後方右旋回する。
【００４０】
(駆動力配分処理について)
図９に示すモータ駆動処理のステップＳ１４において実行される駆動力配分処理について、図１０を引用して説明する。駆動力配分処理では、先ず、駆動制御ＣＰＵ６０によるモータ駆動処理のステップＳ１２において算出した進行実速度Ｖ１および旋回実速度Ｖ２に基づき、進行実速度Ｖ１の絶対値が、旋回実速度Ｖ２の絶対値の２倍以下であるか否かを判定する(ステップＳ２１)。ステップＳ２１の判定結果が否定の場合(進行実速度Ｖ１の絶対値が旋回実速度Ｖ２の絶対値の２倍以下でない場合)は、当該モータ駆動処理の実行開始時点において、配膳車１０が前方直進または後方直進の何れかの走行モードで走行していることになり、前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回および後方右旋回の走行モードでは走行していない。従って、目標分割比Ｐ１を「０」に設定して(ステップＳ２２)、後述するステップＳ２７以降を実行した後、前記数式５により左駆動輪要求速度Ｖ３を算出すると共に、前記数式６により右駆動輪要求速度Ｖ４を算出する(ステップＳ２９)。なお、ステップＳ２７以降の制御内容については後述する。
【００４１】
一方、前記ステップＳ２１における判定結果が肯定の場合(進行実速度Ｖ１の絶対値が旋回実速度Ｖ２の絶対値の２倍以下の場合)は、当該モータ駆動処理の実行開始時点において、配膳車１０が前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回または後方右旋回の何れかの走行モードとなっている。従って、制御装置２２は、検出した左駆動モータ４８の第１電流値Ｇ１および右駆動モータ５０の第２電流値Ｇ２に基づいて、前記数式７により第１電流値Ｇ１および第２電流値Ｇ２の間に電流偏差Ｇ３が発生したか否かを判定する(ステップＳ２３)。ステップＳ２３の判定結果が否定の場合は、第１電流値Ｇ１および第２電流値Ｇ２の間に電流偏差Ｇ３が発生していないので、目標分割比Ｐ１を「０」に設定して(ステップＳ２２)、後述するステップＳ２７以降を実行した後、前記数式５により左駆動輪要求速度Ｖ３を算出すると共に、前記数式６により右駆動輪要求速度Ｖ４を算出する(ステップＳ２９)。
【００４２】
一方、ステップＳ２３の判定結果が肯定の場合は、第１電流値Ｇ１および第２電流値Ｇ２の間に電流偏差Ｇ３が発生していることになるので、該電流偏差Ｇ３が正の数値か否か判定する(ステップＳ２４)。ここで、ステップＳ２４の判定結果が肯定の場合(電流偏差Ｇ３が正の数値の場合)は、右駆動モータ５０の第２電流値Ｇ２が低下して、該第２電流値Ｇ２が第１電流値Ｇ１より小さくなったことを意味するから、該右駆動モータ５０により回転制御される右駆動輪４６が空転していることになる。そこで、制御装置２２は、電流偏差Ｇ３の数値を補正した数値を、目標分割比Ｐ１として設定する(ステップＳ２５)。すなわち、電流偏差Ｇ３が正の数値である場合には、目標分割比Ｐ１は正の数値となる。
【００４３】
一方、ステップＳ２４の判定結果が否定の場合(電流偏差Ｇ３が負の数値の場合)は、左駆動モータ４８の第１電流値Ｇ１が低下して、該第１電流値Ｇ１が第２電流値Ｇ２より小さくなったことを意味するから、該左駆動モータ４８により回転制御される左駆動輪４４が空転していることになる。そこで、制御装置２２は、電流偏差Ｇ３の数値を補正した数値を、目標分割比Ｐ１として設定する(ステップＳ２６)。すなわち、電流偏差Ｇ３が負の数値である場合には、目標分割比Ｐ１は負の数値となる。
【００４４】
(ステップＳ２７以降について)
駆動力配分処理において、ステップＳ２２で目標分割比Ｐ１が「０」に設定されるか、ステップＳ２５で目標分割比Ｐ１が正の数値に設定されるか、ステップＳ２６で目標分割比Ｐ１が負の数値に設定されたら、モータ駆動処理のステップＳ１３において駆動制御ＲＡＭ６４から読み出した制御分割比Ｐ２が、当該駆動力配分処理において設定された目標分割比Ｐ１より小さいか否かを判定する(ステップＳ２７)。ステップＳ２７の判定結果が肯定の場合(制御分割比Ｐ２が目標分割比Ｐ１より小さい場合)は、該制御分割比Ｐ２に「１」を加算して(ステップＳ２８)、更新後の制御分割比Ｐ２を駆動制御ＲＡＭ６４に書き込む。そして、駆動制御ＣＰＵ６０は、更新後の制御分割比Ｐ２を使用して、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を各々算出する(ステップＳ２９)。
【００４５】
一方、ステップＳ２７の判定結果が否定の場合(制御分割比Ｐ２が目標分割比Ｐ１以上の場合)は、該制御分割比Ｐ２が目標分割比Ｐ１より大きいか否かを判定する(ステップＳ３０)。ステップＳ３０の判定結果が肯定の場合(制御分割比Ｐ２が目標分割比Ｐ１より大きい場合)は、該制御分割比Ｐ２から「１」を減算して(ステップＳ３１)、更新後の制御分割比Ｐ２を駆動制御ＲＡＭ６４に書き込む。そして、駆動制御ＣＰＵ６０は、更新後の制御分割比Ｐ２を使用して、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を各々算出する(ステップＳ２９)。
【００４６】
また、ステップＳ３０の判定結果が否定の場合(ステップＳ２７も否定であるから、制御分割比Ｐ２＝目標分割比Ｐ１の場合)は、制御分割比Ｐ２を更新せずに、駆動制御ＣＰＵ６０は、駆動制御ＲＡＭ６４から読み出した制御分割比Ｐ２を使用して、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出する(ステップＳ２９)。
【００４７】
ステップＳ２９において、左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４が算出されたら、当該モータ駆動処理におけるステップＳ１３の駆動力配分処理が完了する。
【００４８】
従って、実施例の配膳車１０では、前方左旋回、前方右旋回、後方左旋回または後方右旋回の各走行モードにおいて左駆動輪４４または右駆動輪４６の一方が空転することに起因して、第１電流値Ｇ１および第２電流値Ｇ２の間に電流偏差Ｇ３が発生した場合に、該電流偏差Ｇ３の発生を判定した当該モータ駆動処理の駆動力配分処理において、該電流偏差Ｇ３に基づいて目標分割比Ｐ１を設定する。そして、当該モータ駆動処理以降に制御インターバル毎に実行するモータ駆動処理において、目標分割比Ｐ１に漸近するよう更新した制御分割比Ｐ２を用いて左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪要求速度Ｖ４を算出することで、第１駆動モータ４８に付与する第１電流量Ｇ１および第２駆動モータ５０に付与する第２電流量Ｇ２を徐々に増減させて左駆動輪４４の左駆動輪実速度Ｖ７および右駆動輪４６の右駆動輪実速度Ｖ８を徐々に変化させて、第１駆動輪４４および第２駆動輪４６の駆動力を再配分する。
【００４９】
(左駆動輪の空転時)
左駆動輪４４が空転した場合には、左駆動モータ４８に対する第１電流値Ｇ１が低下することで、発生する電流偏差Ｇ３が負の数値となるから、モータ駆動処理における駆動力配分処理において、該電流偏差Ｇ３の数値を補正した負の数値の目標分割比Ｐ１が設定される。従って、制御インターバル毎に実行されるモータ駆動処理の駆動力配分処理により算出される制御分割比Ｐ２は、負の数値の目標分割比Ｐ１に漸近するよう小さくなる。これにより、前記数式５により算出される左駆動輪要求速度Ｖ３は、モータ駆動処理により更新される毎に大きくなるので、左駆動輪４４を増速させるために左駆動モータ４８に付加する第１電流量Ｇ１を徐々に増加させる制御がなされ、左駆動モータ４８は、左駆動輪実速度Ｖ７が上昇して駆動力が徐々に増加するようになる。一方、前記数式６により算出される右駆動輪要求速度Ｖ４は、モータ駆動処理により更新される毎に小さくなるので、右駆動輪４６を減速させるために右駆動モータ５０に付加する第２電流量Ｇ２を徐々に減少させる制御がなされ、右駆動モータ５０は、右駆動輪実速度Ｖ８が低下して駆動力が徐々に減少するようになる。
【００５０】
(右駆動輪の空転時)
右駆動輪４６が空転した場合には、右駆動モータ５０に対する第２電流値Ｇ２が低下することで、発生する電流偏差Ｇ３が正の数値となるから、モータ駆動処理における駆動力配分処理において、該電流偏差Ｇ３の数値を補正した正の数値の目標分割比Ｐ１が設定される。従って、制御インターバル毎に実行されるモータ駆動処理の駆動力配分処理により算出される制御分割比Ｐ２は、正の数値の目標分割比Ｐ１に漸近するよう大きくなる。これにより、前記数式６により算出される右駆動輪要求速度Ｖ４は、モータ駆動処理により更新される毎に大きくなるので、右駆動輪４６を増速させるために右駆動モータ５０に付加する第２電流量Ｇ２を徐々に増加させる制御がなされ、右駆動モータ５０は、右駆動輪実速度Ｖ８が上昇して駆動力が徐々に増加するようになる。一方、前記数式５により算出される左駆動輪要求速度Ｖ３は、モータ駆動処理により更新される毎に小さくなるので、左駆動輪４４を減速させるために左駆動モータ４８に付加する第１電流量Ｇ１を徐々に減少させる制御がなされ、左駆動モータ４８は、左駆動輪実速度Ｖ７が低下して駆動力が徐々に減少するようになる。
【００５１】
従って、実施例の配膳車１０は、前方左旋回中に左駆動輪４４が空転した場合に、旋回内側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に増加させると共に旋回外側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に減少させるので、該配膳車１０が前方左側へ巻き込むようになるのを防止し得る。一方、前方左旋回中に右駆動輪４６が空転した場合は、旋回外側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に増加させると共に旋回内側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に減少させるので、配膳車１０が前方右旋回するようになるのを防止し得る。
【００５２】
また、実施例の配膳車１０は、前方右旋回中に左駆動輪４４が空転した場合に、旋回外側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に増加させると共に、旋回内側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に減少させるので、該配膳車１０が前方左旋回するようになるのを防止し得る。一方、前方右旋回中に右駆動輪４６が空転した場合は、右駆動輪４６の駆動力を徐々に増加させると共に旋回外側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に減少させるので、配膳車１０が前方右側へ巻き込むようになるのを防止し得る。
【００５３】
また、実施例の配膳車１０は、後方左旋回中に左駆動輪４４が空転した場合に、旋回外側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に増加させると共に旋回内側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に減少させるので、該配膳車１０が後方右旋回するようになるのを防止し得る。一方、後方左旋回中に右駆動輪４６が空転した場合は、旋回内側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に増加させると共に旋回外側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に減少させるので、配膳車１０が後方右側へ巻き込むようになるのを防止し得る。
【００５４】
また、実施例の配膳車１０は、後方右旋回中に左駆動輪４４が空転した場合に、旋回内側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に増加させると共に旋回外側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に減少させるので、該配膳車１０が後方左側へ巻き込むようになるのを防止し得る。一方、後方右旋回中に右駆動輪４６が空転した場合は、旋回外側の右駆動輪４６の駆動力を徐々に増加させると共に旋回内側の左駆動輪４４の駆動力を徐々に減少させるので、配膳車１０が後方左旋回するようになるのを防止し得る。
【００５５】
従って、実施例の配膳車１０は、前方左旋回中、前方右旋回中、後方左旋回中および後方右旋回中に、左駆動輪４４または右駆動輪４６の一方が空転した場合に、空転している駆動輪４４(４６)を回転させる駆動モータ４８(５０)に付与する電流量Ｇ１(Ｇ２)を増加させて該空転している駆動輪４４(４６)の駆動力を増加させると共に、空転していない駆動輪４６(４４)を回転させる駆動モータ５０(４８)に付与する電流量Ｇ２(Ｇ１)を減少させて該空転していない駆動輪４６(４４)の駆動力を減少させるように制御することで、該配膳車１０が不意に向きを変えるのを防止し得ると共に、該配膳車１０が予期しない方向へ走行するようになるのを防止し得る。これにより、前方左旋回、前方右旋回、後方左旋回および後方右旋回が安定して円滑に行なわれるようになり、該配膳車１０が周囲の壁または物品や周囲の歩行者に接触することが回避されて安全性を向上させ得ると共に、配膳車１０を操作する操作者に不快感や不安感を与えない。しかも、第１駆動輪４４および第２駆動輪４６の何れか一方が空転した際に、制御インターバル毎に実行されるモータ駆動処理において目標分割比Ｐ１に漸近するよう更新する制御分割比Ｐ２を用いて、左駆動輪４４に要求される左駆動輪要求速度Ｖ３および右駆動輪４６に要求される右駆動輪要求速度Ｖ４を算出することで、左駆動輪４４の左駆動輪実速度Ｖ７および右駆動輪４６の右駆動輪実速度Ｖ８が徐々に変化するので、配膳車１０が唐突に動き出すことが回避される。
【００５６】
(バンパセンサユニット)
図１、図３および図４に示すように、本体ベース１６の後端面にはバンパ６６が取り付けられ、万一、配膳車１０が壁や物品等に接触した場合に、衝撃を緩衝するようになっている。バンパ６６の内側には、該バンパ６６の変形を検知するバンパセンサユニット７０が配設されている。バンパ６６は、弾性変形が可能な合成樹脂製の成形部材であり、配膳車１０が、壁面や物品等に接触した際に弾性変形が可能となっている。バンパセンサユニット７０は、図６に示すように、制御装置２２に備えられたＡＤコンバータ２３に電気的に接続された回路を構成し、後述するように、バンパ６６の変形に基づいて回路の途中で短絡することで、回路両端の電圧が変化するよう構成されている。そして、バンパセンサユニット７０の短絡を検知した制御装置２２は、左駆動モータ４８および右駆動モータ５０への駆動電力の付与を中止して、配膳車１０を停止するようになっている。
【００５７】
実施例のバンパセンサユニット７０は、図６に示すように、複数(実施例では４つ)のバンパセンサ７２(第１〜第４パンパセンサ７２ａ,７２ｂ,７２ｃ,７２ｄ)と、複数(実施例では３つ)の抵抗７４(第１抵抗７４ａ、第２抵抗７４ｂ、第３抵抗７４ｃ)と、バンパ６６の内側において左右方向に延在するよう配設された第１検知線７６および第２検知線７８とを備え、これらを次のような順で連結して回路を構成している。すなわち、プラス電源に、第１抵抗７４ａの一端が接続され、該第１抵抗７４ａの他端に第１バンパセンサ７２ａの一端が接続されると共に、該第１バンパセンサ７２ａの他端が、パンパ６６に配設された第１検知線７６の一端に接続されている。そして、第１検知線７６の他端に、第２バンパセンサ７２ｂの一端が接続され、第２バンパセンサ７２ｂの他端に第２抵抗７４ｂの一端が接続され、該第２抵抗７４ｂの他端に第３バンパセンサ７２ｃの一端が接続され、該第３バンパセンサ７２ｃの他端が、バンパ６６に配設された第２検知線７８の一端に接続される。また、第２検知線７８の他端に、第４バンパセンサ７２ｄの一旦が接続され、該第４バンパセンサ７２ｄの他端に第３抵抗７４ｃの一端が接続され、該第３抵抗７４ｃの他端が−電源に接続されている。そして、ＡＤコンバータ２３は、第１抵抗７４ａの一端と第３抵抗７４ｃの他端間の回路電圧である第１電圧Ｅ１と、第３抵抗７４ｃの両端間の電圧である第２電圧Ｅ２とを検知可能となっている。第１検知線７６と第２検知線７８とは、バンパ６６に平行かつ近接して配設されており、該バンパ６６の非弾性変形状態では互い離間して接触せず、該バンパ６６の弾性変形状態では接触するようになっている。
【００５８】
前述のように構成されたバンパセンサユニット７０は、各バンパセンサ７２ａ,７２ｂ,７２ｃ,７２ｄが接続されていない場合や、回路の適宜部位が断線している場合には、ＡＤコンバータ２３への入力電圧は−電位(０Ｖ)に等しい。そして、各バンパセンサ７２ａ,７２ｂ,７２ｃ,７２ｄおよび各抵抗７４ａ,７４ｂ,７４ｃが接続され、第１検知線７６と第２検知線７８とが接触していない場合は、抵抗７４ａ,７４ｂ,７４ｃの分圧回路が働いて、ＡＤコンバータ２３への入力される第２電圧Ｅ２は、次の数式８で算出された電圧となる。
【数８】
2015107693.tif 000012
ここで、Ｒ１は第１抵抗７４ａの抵抗値、Ｒ２は第２抵抗７４ｂの抵抗値、Ｒ３は第３抵抗７４ｃの抵抗値である。
【００５９】
また、各バンパセンサ７２ａ,７２ｂ,７２ｃ,７２ｄおよび各抵抗７４ａ,７４ｂ,７４ｃが接続された状態で、バンパ６６の弾性変形に伴って第１検知線７６と第２検知線７８とが接触して回路が短絡した場合は、第１抵抗７４ａおよび第３抵抗７４ｃの分圧回路が働いて、ＡＤコンバータ２３への入力される第２電圧Ｅ２は、次の数式９で算出された電圧となる。
【数９】
2015107693.tif 000013
ここで、Ｒ１は第１抵抗７４ａの抵抗値、Ｒ３は第３抵抗７４ｃの抵抗値である。
【００６０】
バンパセンサユニット７０の実際の抵抗値は、回路電流や、各バンパセンサ７２ａ,７２ｂ,７２ｃ,７２ｄのＯＮ抵抗や、ノイズ耐量等を勘案する必要がある。例えば、第１電圧Ｅ１＝５Ｖ、第１抵抗７４ａの抵抗値Ｒ１＝１ｋΩ、第２抵抗７４ｂの抵抗値Ｒ２＝４.７ｋΩ、第３抵抗７４ｃの抵抗値Ｒ３＝４.７ｋΩとした場合おいて、第２電圧Ｅ２の電圧およびバンパセンサユニット７０に流れる電流は、次のようになる。
・断線時；０.０Ｖ、０.０ｍＡ
・正常時(非短絡時)；２.３Ｖ、０.５ｍＡ
・接触時(短絡時)；４.１Ｖ、０.９ｍＡ
【００６１】
従って、制御装置２２は、バンパセンサユニット７０の第２電圧Ｅ２を監視することで、配膳車１０のバンパ６６が壁や物品に接触したことを判定可能である。なお、実施例では、制御装置２２による第２電圧Ｅ２の判定閾値として、バンパセンサユニット７０の断線判定電圧＝１.５Ｖ未満、バンパセンサユニット７０の正常電圧＝１.５以上３.５Ｖ未満、バンパの衝突判定電圧＝３.５Ｖ以上に設定している。これにより、バンパセンサユニット７０の第２電圧Ｅ２が１.５〜３.５Ｖ未満の場合は、バンパ６６の接触により弾性変形していない判定し、第２電圧Ｅ２が３.５Ｖ以上に上昇した場合は、バンパ６６が接触により弾性変形していると判定すると共に、第２電圧Ｅ２が１.５Ｖ未満に低下した場合は、バンパセンサユニット７０が断線したと判定することが可能である。
【００６２】
従って、実施例のバンパセンサユニット７０によれば、衝突によるバンパ６６の変形と、バンパセンサユニット７０の断線とを見分けることができ、メンテナンスを容易とすることができる。また、第１〜第３の抵抗７４ａ,７４ｂ,７４ｃの３つの抵抗で構成可能であるから、製作が容易で製造コストを抑えることができる。また、第２電圧Ｅ２によりバンパ６６の衝突を判定することができ、制御装置２２との連係が容易である。更に、リレーコイルを駆動させてノーマリクローズ特性を発現する従来タイプのバンパセンサユニットは、通常時は常にリレーを吸引し続けることで消費電力が多くなると共に、電源オーバーロード防止用の保護抵抗を必要とするが、実施例のバンパセンサユニット７０は、このようなリレーや保護抵抗を必要としないので、製造コストを抑えることができる。なお、第２電圧Ｅ２の検知は、ＡＤコンバータ２３に換えて、コンパレータ等を採用してもよい。
【００６３】
(バッテリーの管理)
実施例の配膳車１０は、駆動装置１８の左駆動モータ４８および右駆動モータ５０の駆動による走行を、非使用時に充電する前述のバッテリー２４からの供給電力でまかなう構成であるため、該バッテリー２４の充放電管理が重要である。そこで、実施例の配膳車１０における制御装置２２は、バッテリー２４の充放電に対する電流の出納機能(クーロンカウンタ機能)に加えて、充放電状況を加味すると共にバッテリー容量が既知であることを利用して、残りの使用可能電荷を推定するよう構成されている。すなわち、制御装置２２は、(１)配膳車１０に搭載されているバッテリー２４の容量、(２)バッテリー２４の放電電荷、(３)バッテリー２４の充電電荷、の各情報を取得している。
【００６４】
バッテリー２４に流入する電流は、左駆動モータ４８および右駆動モータ５０の駆動用の電流(駆動電流)(但し、負の値として表現する)と、充電される電流(充電電流(正の値))とがある。すなわち、任意時点におけるバッテリー２４の電流値は、駆動電流および充電電流との合計値となり、この合計値が負の値であれば放電であるから放電電荷に加算される。但し、充電と放電とでは電荷の効率が異なるため、負の値の場合は、放電電荷に直接加算せずに、充電電荷という形で別の場所に一旦記憶された後に換算されるようになっている。また、左駆動モータ４８および右駆動モータ５０は、通常走行時においては放電側になるが、制動時においては回生電力により充電側となる。
【００６５】
(バッテリー残量による残量水準の表示)
実施例の配膳車１０に搭載されるバッテリー２４の容量は、システム固有値として２０.０Ａｈと設定されている。これにより、バッテリー残量は、バッテリー２４の容量および放電電荷の和として求められ、残量水準として、操作部２０に設けられた前記バッテリ残量メータ２１に、グラフ表示、デジタル表示またはランプ表示等の形態で表示するようになっている。具体的には、図１１(ａ)に示すように、バッテリー残量が１７.５Ａｈ以上の場合は「水準５」(満充電)、バッテリー残量が１５.０Ａｈ以上の場合は「水準４」、バッテリー残量が１２.５Ａｈ以上の場合は「水準３」、バッテリー残量が１０.０Ａｈ以上の場合は「水準２」(要充電)として、バッテリー２４の残量を表示する。また、バッテリー２４の電圧が１８.０Ｖ以下となった時には、バッテリー容量＝放電電荷、すなわち完全放電と判断するようになっている。
【００６６】
(バッテリーの再定義)
バッテリー２４の容量は、前述したように、システム固有値として２０.０Ａｈと設定されているが、状況によっては容量を減らす場合がある。これにより、バッテリー残量の作動点を調整して、システムの柔軟性を保持するようになっている。そして、使用過程データ(クーロンカウンタ値)が失われてバッテリーの再定義が必要な場合は、バッテリー２４の電圧からバッテリー容量を推定するようになっている。すなわち、実施例では、図１１(ｂ)に示すように、バッテリー電圧が２５.５Ｖ以上の場合はバッテリー容量を１８.０Ａｈと推定し、バッテリー電圧が２５.０Ｖ以上２５.５Ｖ未満の場合はバッテリー容量を１５.５Ａｈと推定し、バッテリー電圧が２４.５Ｖ以上２５.０Ｖ未満の場合はバッテリー容量を１３.０Ａｈと推定する。また、バッテリー電圧が２４.０Ｖ以上２４.５Ｖ未満の場合はバッテリー容量を１０.５Ａｈと推定し、バッテリー電圧が２３.５Ｖ以上２４.０Ｖ未満の場合はバッテリー容量を６.０Ａｈ(要充電)と推定し、バッテリー電圧が２３.５Ｖ未満の場合はバッテリー容量を０.０Ａｈ(要充電)と推定して、バッテリーを再定義するようになっている。そして、バッテリーを再定義したもとでバッテリー２４を充電して、満充電判断による充電操作の完了をもって、バッテリー２４の容量を、再び２０.０Ａｈに定義するようになっている。これにより、バッテリー２４を、満充電状態まで適切に充電することができる。
【００６７】
更に、実施例では、運転スイッチがＯＦＦ状態におけるバックアップ運転中は、予め設定されている値を一定期間毎に放電電荷に積算させ、運転スイッチがＯＮ状態となった際に、当該放電電荷を、バッテリー残量に算定するようになっている。
【００６８】
従って、実施例のバッテリーの管理方法によれば、バッテリー２４に対して不完全な充電が行なわれた場合や、使用過程データ(クーロンカウンタ値)が失われた場合や、バッテリー残量が明らかに不整合となった場合や、長期の待機中によりバッテリー２４が自己放電した場合等、実使用において発生し得る様々な状況を勘案するので、バッテリー残量を正確に把握することが可能である。すなわち、バッテリー２４に対する充放電を繰り返した場合でもバッテリー残量の誤差が累積され難いので、バッテリー残量メータ２１には適切なバッテリー残量が表示されるようになり、配膳車１０の操作者や管理者がバッテリー２４の残量を適切に把握することができる。これにより、配膳車１０の使用中にバッテリー２４が完全放電することを回避して、該配膳車１０が走行不能に陥ることを防止し得る。
【００６９】
(変更例)
本発明に係る電動式移動車としては、実施例のものに限られるものではなく、種々の変更が可能である。
（１）本願が対象とする電動式移動車は、実施例で例示した配膳車に限らず、左右一対の駆動輪を、個別の駆動手段により個別に回転制御する移動車が対象とされる。
（２）分割比における目標分割比の設定範囲は、実施例の「＋５００」〜「−５００」に限らず、制御インターバル等に基づいて適宜変更することが可能である。
（３）実施例では、電流偏差を、第１駆動輪に付与される第１電流量から第２駆動輪に付与される第２電流量を減算したものを設定したが、第２電流量から第１電流量を減算したもので設定してもよい。但し、電流偏差が正の数値の場合は、該電流偏差に基づいて設定する分割比は符号が逆の負の数値とし、電流偏差が負の数値の場合は、該電流偏差に基づいて設定する分割比は符号が逆の正の数値とする。
（４）左駆動モータおよび右駆動モータは、回転方向および回転速度を制御し得るモータであればよく、ＤＣブラシモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣ誘導モータ、ステッピングモータ等であってもよい。
（５）バンパセンサユニットの第１〜第３抵抗の抵抗値は、実施例で例示したものに限らず、様々に変更することが可能である。
（６）バッテリー管理におけるバッテリー容量に係るシステム固有値は、実施例では２０.０Ａｈとしたが、搭載されるバッテリー２４が各電動式移動車毎に異なるため、各々のバッテリー２４のバッテリー容量に基づいたシステム固有値が設定される。これにより、バッテリーの再定義におけるバッテリー電圧および推定するバッテリー容量の値は、システム固有値に基づいて適宜変更される。
（７）エアコンユニットによる収納室２８内の加温または冷却に係る温度調整を、バッテリー２４からの供給電力でまかなうよう構成してもよい。この場合は、バッテリー２４に流入する電流は、左右の駆動モータ４８,５０の駆動用の駆動電流およびエアコンユニットの作動用の電流(作動電流)と、充電による充電電流との合計値となる。
【符号の説明】
【００７０】
１２ 本体，２２ 制御装置(駆動制御手段)，３６ バーハンドル(操作手段)
４４ 左駆動輪(第１駆動輪)，４６ 右駆動輪(第２駆動輪)
４８ 左駆動モータ(第１駆動手段)，５０ 右駆動モータ(第２駆動手段)
Ｇ１ 第１電流量，Ｇ２ 第２電流量，Ｇ３ 電流偏差，Ｐ１ 目標分割比(分割比)
Ｐ２ 制御分割比，Ｖ３ 第１駆動輪要求速度，Ｖ４ 第２駆動輪要求速度
Ｖ５ 進行要求速度，Ｖ６ 旋回要求速度
【図１】
2015107693.tif 000016
【図２】
2015107693.tif 000017
【図３】
2015107693.tif 000018
【図４】
2015107693.tif 000019
【図５】
2015107693.tif 000020
【図６】
2015107693.tif 000021
【図７】
2015107693.tif 000022
【図８】
2015107693.tif 000023
【図９】
2015107693.tif 000024
【図１０】
2015107693.tif 000025
【図１１】
2015107693.tif 000026
【図１２】
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