(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪駆動用モータ（１）の駆動と発電制動を制御するモータ制御手段と、停止操作時に電磁ブレーキ（２）を作用させてモータ（１）の回転を制動停止させる電磁ブレーキ制御手段と、手押しスイッチ（３）の投入により電磁ブレーキ（２）を解放するとともにモータ（１）を発電制動状態に切替える手押しモード切替手段と、手押しモードでのモータ（１）の回転方向を検出して前後進切替リレー（４），（５）をモータ（１）の回転方向と同方向に切替える前後進切替手段と、同じく手押しモードでのモータ（１）の回転を検出して発電制動力を減少させる発電制動力減少手段とからなる電動車の手押し制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動車椅子等の電動車に関するものであって、更に詳しくはこの電動車を動力を用いないで手押しする際の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種電動車、特に電動車いすにあっては運転操作を容易にするために、走行速度をコントロールするアクセルのニュートラル位置への操作時、即ち、停止操作に連動してモータ駆動回路を閉回路に切替えて発電制動を行い、又、モータ軸に取付けられる電磁ブレーキを作動させる等の制動手段を講じ、坂道等においても他の手動ブレーキを操作することなく停止可能に構成してある。
この為、狭い車庫等への格納時に手押し走行を可能にする為に、車輪を駆動するギヤボックスの伝動経路終端にクラッチを設け、モータや電磁ブレーキとの伝動関係を断ち車輪を自由回転可能に構成する技術が存在する。この技術にあっては、クラッチを切った状態で下り坂等を手押し走行すると重力による加速度が加わり危険な場合がある。
この為、本件出願人は、特開昭４−２５５４０２号として、手押しスイッチの操作により上述の発電制動及び電磁ブレーキの制動力を解除して手押し可能に構成するとともに、この手押し走行速度の検出値が一定以上になると再び発電制動や電磁ブレーキを作動させて速度を規制し安全に手押し走行可能な技術を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の技術にあっては、手押しスイッチの操作時に、電磁ブレーキ及び発電制動の全てを解放又は解除する為、傾斜地では手押しスイッチを操作するのみで重力加速度により手押ししようとする方向と無関係に傾斜下り方向に走行してしまう恐れがある。
この発明はこの様な欠点を改良しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
車輪駆動用モータ１の駆動と発電制動を制御するモータ制御手段と、停止操作時に電磁ブレーキ２を作用させてモータ１の回転を制動停止させる電磁ブレーキ制御手段と、手押しスイッチ３の投入により電磁ブレーキ２を解放するとともにモータ１を発電制動状態に切替える手押しモード切替手段と、手押しモードでのモータ１の回転方向を検出して前後進切替リレー４，５をモータ１の回転方向と同方向に切替える前後進切替手段と、同じく手押しモードでのモータ１の回転を検出して発電制動力を減少させる発電制動力減少手段とからなる電動車の手押し制御装置の構成とする。
【０００５】
【発明の作用及び効果】
通常の走行を行う場合には、従来と同様にアクセルレバーを操作して速度指令を行い、モータ制御手段によりモータ１の駆動及び発電制動の制御を行い指令速度で走行する。
狭い通路での回向や車庫入れ等、動力を使用せず手押し走行を行う場合には、手押しスイッチ３を操作して手押しモードへ切替えると、電磁ブレーキ２が解放されるとともにモータ１を発電制動状態とする。
次に手押し走行を開始すると、モータ１の回転方向を検出して前後進切替リレー４，５をモータ１の回転方向と同方向に切替えるとともに同じくモータ１の回転を検出して発電制動力を減少する。
従って、手押し走行を開始すると、この動作に伴って制動力を減少して軽い力でスムーズな手押し走行が行なえるものである。
又、上記のように、手押しモードへの切替時、手押し操作を行なっていない間は、モータ１が発電制動状態を維持している為、例えば傾斜地で手押しモードへ切替えたとしても、この制動力により傾斜下り方向への自重走行に抵抗を与えることができ、より安全である。
【０００６】
【実施例】
図例は電動車椅子に本発明を実施したものであって、図１は入力手段及び制御手段の接続状態を示すブロック図であって、６は中央演算装置としてのＣＰＵ、７はキイスイッチであり、該キイスイッチ７の接続によりバッテリー電源の電流を制御回路と、駆動回路へ供給可能に構成してある。
８は速度指令信号発生器であって、具体的にはアクセルレバーによって回動調節される可変抵抗器によって構成され、その出力電圧をＣＰＵ６へ入力する。なお、アクセルレバーを離した際に自動復帰されるニュートラル対応位置の速度指令信号発生器８の出力電圧を停止指令電圧に設定してある。
９は前後進切替スイッチであり、該スイッチ９の操作により前進側リレースイッチ１０又は後進側リレースイッチ１１を介して、前進側リレー４又は後進側リレー５を接続しモータ１の回転方向を制御可能に構成してある。
１２はメインリレースイッチであり、キイスイッチ７の電源「入」操作により励磁されてメインリレー１３を接続し駆動回路へバッテリー電流を供給可能状態とする。
【０００７】
１４は駆動トランジスターであって、モータ駆動回路１５にそのゲート側が接続されており、前述の速度指令信号発生器８の指令速度と後述のモータ回転センサ１７で検出される実速度をＣＰＵ６へ入力して演算し、ＣＰＵ６から出力される駆動パルスによって駆動制御され、モータ１へ電流を供給し駆動する。
１６は制動トランジスターであって、同様にモータ駆動回路１５にそのゲート側が接続されており、同じくＣＰＵ６から出力される制動パルスによって制御され、モータ１に発電制動作用を与えるものである。又、両トランジスター１４及び１６は直列に接続されており、その内部には逆バイアス時に作動するダイオード１４ａ，１６ａが組込まれている。そして駆動トランジスター１４のドレン側は＋２４Ｖの電源側へ接続されており、制動トランジスター１６のソース側はアース側へ接続されている。
モータ回転センサ１７はモータ軸に取着のタコジエネで構成され、モータ軸周囲２ヶ所での回転パルス出力を検出することで、モータ１の回転数と回転方向を検出可能に構成してある。
２は負作動の電磁ブレーキであって、走行中は通電により制動を解除し、又、停止中はバネ力により復帰してモータ軸に制動力を加えるよう構成されている。１８，１９は電磁ブレーキ二段増幅用のトランジスターである。
２０は電流検出回路、２１は５連のＬＥＤからなるバッテリメータ、２２はモータ温度センサー、２３は制御回路温度センサー、２４は外気温度センサーである。
【０００８】
３は手押しスイッチであり、キイスイッチ７投入後アクセル操作の前に該手押し切替スイッチ３を投入した場合のみ手押しモードへ切替可能に構成してある。
次に、その作用を説明すると、通常走行を行う場合にあっては、キイスイッチ７投入後アクセル操作を行うと電磁ブレーキ２を解放するとともに、該操作量に応じて速度指令信号発生器８の指令電圧がＣＰＵ６へ入力され、その指令値に応じてＣＰＵ６から駆動パルスと制動パルスが出力され、駆動パルスにより駆動トランジスター１４が駆動され、バッテリー電流をモータ１へ印加して走行を行う。同時にモータ回転センサ１７による検出値をＣＰＵ６へ入力し実走行速度を演算するとともに指令速度と比較し、その差に応じて駆動パルスの割合であるデューティ比を変更して指令速度にて走行するようにフィードバック制御を行う。
又、実速度が指令速度を上回っている場合にはその速度差に応じてＣＰＵ６から制動パルスが出力されて制動トランジスター１６を駆動し発電制動により速度の抑制する。
【０００９】
走行停止時には、アクセルレバーから手を離すと弾発力によりニュートラル位置へ自動復帰され、速度指令信号発生器８から停止電圧が出力され、この指令に基づいてＣＰＵ６から徐々に駆動パルスを減少させ逆に制動パルスを増加させるスローストップ制御手段が出力され、従って電動車は徐々に減速されると共に、停止指令電圧が出力されて一定時間後に電磁ブレーキ２への通電を断ち、モータ軸に制動力を付与し、電動車を確実に停止させる。
【００１０】
次に、手押しスイッチ３を利用しての操作について図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
キイスイッチ７投入後、最初にアクセル操作を行なった場合には上述の通常走行モードとなり、又、キイスイッチ７投入後最初に手押しスイッチ３を操作すると手押し走行モードへ切替えられる。この手押し走行モードへ切替えられると、まずＣＰＵ６からモータ発電制動率（Ｂ）１００％の制動パルスが出力され制動トランジスター１６を駆動して発電制動状態とし、この後、更に手押しスイッチ３が押し続けられている場合には電磁ブレーキ２を解放する。
【００１１】
次に操縦者が手押しを開始しモータ１が回転を始めると、モータ回転センサ１７がモータ１の回転数と回転方向を検出してＣＰＵ６へ入力し、まず、モータ１の回転方向（Ｍｄｉｒ）と設定される前後進切替リレー４，５のリレー設定方向（Ｒｄｉｒ）を比較し同一方向であれば、手押し定速制御を行う。即ち、手押しによるモータ回転センサ１７による走行速度が２ｋｍ／ｈ以上の場合は制動パルスを増加させてモータ発電制動率（Ｂ）を増量させ、又、走行速度が１．８ｋｍ／ｈと同じか小さければ、制動パルスを減少させモータ発電制動率（Ｂ）を減少させ、安全な手押し速度にコントロールする。
又、手押し開始時にモータ１の回転方向（Ｍｄｉｒ）とリレー４，５の設定方向（Ｒｄｉｒ）が逆方向の場合、この時点での手押し速度が０．３ｋｍ／ｈ以下であればモータ発電制動率（Ｂ）を１００％に設定し、更に減速した状態でリレー設定方向（Ｒｄｉｒ）をモータ回転方向（Ｍｄｉｒ）と同方向に切替えた後、上述の手押し定速制御を行う。
【００１２】
このリレー４，５の設定方向（Ｒｄｉｒ）の切替えにより、モータ１に閉回路ができない回路となり前後進側とも同様の軽い操作力で手押しでき、又、手押し方向が途中で切替った際にも同様である。
上述の手押し速度が０．３ｋｍ／ｈ以上の場合には、制動パルスを増加させモータ発電制動率（Ｂ）を増量し、手押し速度を０．３ｋｍ／ｈ以下に減速してからリレー４，５の設定方向（Ｒｄｉｒ）を切替える。従ってリレー４，５の接点負荷が軽くなりリレー溶着等のトラブルを防止できる。
以上の様に、手押しスイッチ３を投入し電磁ブレーキ２を解放した時点では、発電制動率（Ｂ）＝１００％の制動パルスが出力され制動力を付与している為、坂道等にあっても自重による機体の走行に抵抗を与えることができより安全である。
又、手押し操作の開始時には上記制動力により、若干重く感じるがモータ回転センサ１７がこの手押しによる走行を検出すると発電制動率（Ｂ）を速やかに下げる為違和感なしに軽い操作で手押し走行が行なえる。
【００１３】
又、この手押しスイッチ３が操作されているにも拘らず３秒以上継続して車速が検出されない場合には通常の手押し操作と異なると判断し、即ち、モータ回転センサ１７のトラブルや手押しスイッチ３の誤操作等が考えられる為、電磁ブレーキ２を作用させ、又、この状態で手押しスイッチ３の解除操作が行なわれるとフローチャート▲１▼へリターンする
次に、手押し操作を終了し、手押しスイッチ３をＯＦＦすると、モータ回転センサ１７により実速度を検出し、速度が略０ｋｍ／ｈの場合には制動パルスを増加させ発電制動率（Ｂ）を１００％にすると共に電磁ブレーキ２を作用させて機体を停止させ待機状態とする。
又、この時所定の速度を検出した場合には制動パルスを増加させ速度を略０ｋｍ／ｈに低下させるべく制動を行うが、手押しスイッチ３をＯＦＦしてから１秒経過した場合には強制停止操作を行う。
なお、上記実施例では手押しモード切替時にモータ発電制動率（Ｂ）１００％の制動パルスを出力しているが、この制動力を大きく損なわない範囲で、モータ駆動回路に流れる異常電流等を検出する為のニュートラルパルスを一定数設けても同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御回路のブロック図である。
【図２】フローチャート図である。
【符号の説明】
１    モータ
２    電磁ブレーキ
３    手押しスイッチ
４    前進側切替リレー
５    後進側切替リレー
【図１】
0004505694.tif 000002
【図２】
0004505694.tif 000003