(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載電源から電力の供給を受けて車輪を駆動する電動モータを備え、乗員の指示に従って前記電動モータを駆動制御して前進方向あるいは後進方向に走行する小型電動車において、
ａ．前記電動モータを車載電源に接続するモータ駆動回路に設けられた電源スイッチ、
ｂ．前進走行あるいは後進走行を選択する前後進セレクトスイッチ、
ｃ．選択された方向に走行指示するアクセルレバー、
および
ｄ．前記電源スイッチ、前後進セレクトスイッチおよびアクセルレバーの出力を入力し、入力に応じて前記電動モータの駆動を制御する電子制御ユニット、
を備え、前記電子制御ユニットは、前記電源スイッチが入力された後、所定時間、前記モータ駆動回路の作動状態を含む自己診断を行うと共に、前記自己診断中に前記アクセルレバーを介して乗員から走行指示が入力されたときは、前記自己診断の終了を待機することなく、発進制御を行うことを特徴とする小型電動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動車椅子あるいはゴルフカートなどとして使用される小型電動車に関する。
【０００２】
【従来技術】
上記した小型電動車としては、米国特許公報第４，７２９，４４７号公報あるいは特開平１０−１６５４５４号公報記載の技術が知られている。米国特許公報第４，７２９，４４７号公報記載の技術は、乗員保護のため、操作レバーの付近にセーフガード機構を設けることを提案している。
【０００３】
また、特開平１０−１６５４５４号公報記載の技術は、前進から後進、あるいは後進から前進に走行状態を切り換える場合、所定時間停止させてから進行方向を変え、よって乗員に安心な状態で方向変換する技術を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の車両においては、始動時に自己診断を行って走行中に予期しない異常が生じて停止する事態などが生じないようにするのが望ましいが、他方、緊急避難の場合などを考慮すると、早期に発進走行するのが乗員にとっては好ましい。このように相反する両者をどのようにバランスさせるかが問題となる。
【０００５】
従って、この発明は、上記した課題を解消することにあり、始動時の自己診断と迅速な発進制御とを最適にバランスさせるようにした小型電動車を提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、小型電動車において、前進あるいは後進方向に走行中に逆方向への走行指示がなされた場合、前記した従来技術においては所定時間停止させてから進行方向を変え、よって乗員に安心な状態で方向変換するように構成している。
【０００７】
しかしながら、この場合においても緊急避難の場合などを考慮すると、乗員が意図するときは、指示された方向に早期に発進走行するのが望ましい。
【０００８】
従って、この発明の第２の目的は、上記した課題を解消することにあり、前進あるいは後進方向に走行中に逆方向への走行指示がなされた場合、乗員が意図するときは迅速に発進走行するようにした小型電動車を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項１項においては、車載電源から電力の供給を受けて車輪を駆動する電動モータを備え、乗員の指示に従って前記電動モータを駆動制御して前進方向あるいは後進方向に走行する小型電動車において、前記電動モータを車載電源に接続するモータ駆動回路に設けられた電源スイッチ、前進走行あるいは後進走行を選択する前後進セレクトスイッチ、選択された方向に走行指示するアクセルレバー、および前記電源スイッチ、前後進セレクトスイッチおよびアクセルレバーの出力を入力し、入力に応じて前記電動モータの駆動を制御する電子制御ユニット、を備え、前記電子制御ユニットは、前記電源スイッチが入力された後、所定時間、前記モータ駆動回路の作動状態を含む自己診断を行うと共に、前記自己診断中に前記アクセルレバーを介して乗員から走行指示が入力されたときは、前記自己診断の終了を待機することなく、発進制御を行う如く構成した。
【００１０】
このように、始動時に自己診断を行うと共に、自己診断中に走行指示がなされたとき、自己診断を継続しながら、発進制御することで両者を最適にバランスさせることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はこの発明に係る小型電動車の上面図、図２はその縮小側面図、図３はその正面図、および図４はその背面図である。
【００１５】
以下説明すると、この発明に係る小型電動車１０は、メインフレーム１２を備えた、スクータ状の外観を呈する。メインフレーム１２の前端にはハンドルパイプ１４が取り付けられ、ハンドルパイプ１４の上方にはステアリングホイール１６が取り付けられる。
【００１６】
ハンドルパイプ１４はその他端で、ギヤ機構１８を介して２個の前輪２２，２２に連結され、ステアリングホイール１６の回転に応じた方向および角度に前輪２２を操舵する。
【００１７】
メインフレーム１２には後端側でポスト２４が立設され、その上方には乗員が着座するためのシート２６が取り付けられる。尚、図３および図４でシートの図示を省略した。
【００１８】
シート２６の下部には（発電）電動モータ２８が収容される。電動モータ２８の出力は、電磁ブレーキ３０を介してアクスル３４に伝達され、その両端に取り付けられた２個の後輪３６，３６を駆動する。
【００１９】
電動モータ２８は、前輪側のハンドルパイプ１４付近に収容された２個のバッテリ（車載電源）３８，３８（それぞれ容量１２Ｖ）に接続され、バッテリ電圧を供給されて回転する。このように、小型電動車１０は４輪車として構成され、前輪の間にバッテリを配置して安定性を向上させる構成とした。尚、符号４０は、メインヒューズボックスを示す。
【００２０】
さらに、図３に示す如く、車両前面にはヘッドライト４４が設けられると共に、その両側面には方向指示用のウィンカライト４６，４６が設けられる。また、図４に示す如く、車両後部には２個のリフレクタ４８，４８が配置される。
【００２１】
電動モータ２８は、それに隣接して後輪側のシート２６の下部の空間に配置されたコントロールユニット（電子制御ユニット）５０によって制御される（符号５０はより詳しくはコントロールユニットを収容するボックスを示すが、図示の便宜上、コントロールユニットを符号５０で示す）。コントロールユニット５０はマイクロコンピュータを備える。
【００２２】
図５はコントロールユニット５０の詳細を示す回路図である。図５では省略するが、コントロールユニット５０は、図６に示すような、モータ駆動回路５４を備える。モータ駆動回路５４は、４個のＦＥＴ（スイッチング素子）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなるブリッジ回路を備える。
【００２３】
図６において、対向する２個のＦＥＴ素子Ａ，Ｄがオンされて矢印（実線）で示す如くソース電流が流されると、電動モータ２８は矢印（実線）で示す方向に正転して小型電動車１０を前進方向に走行させる。
【００２４】
他方、対向する２個のＦＥＴ素子Ｂ，Ｃがオンされて矢印（破線）で示す如くソース電流が流されると、電動モータ２８は矢印（破線）で示す方向に逆転して小型電動車１０を後進方向に走行させる。
【００２５】
尚、所定の運転状態においては電動モータ２８は発電機として作用し、バッテリ３８を充電する。また、バッテリ３８はチャージャ５６を介して外部のＤＣ電源から充電することができる。
【００２６】
ステアリングホイール１６の付近にはメインコントロールパネル５８が配置される。
【００２７】
図７はメインコントロールパネル５８の拡大上面図であり、図８はパネル部分の表示を示す説明図である（図５では「ＰＡＮＥＬ」と示す）。尚、図７でステアリングホイール１６の図示は省略した。
【００２８】
図示の如く、メインコントロールパネル５８の下部には回転式のキースイッチ（電源スイッチ）６２が設けられる。キースイッチ６２は、電動モータ２８をバッテリ３８に接続するモータ駆動回路５４に設けられる。
【００２９】
キースイッチ６２は、乗員によって図８に示す「停止」位置に廻されるとき、バッテリ３８と電動モータ２８の接続を遮断すると共に、「運転」位置に廻されるとき、バッテリ３８を電動モータ２８に接続する。
【００３０】
キースイッチ６２の図７および図８で右上方には、乗員が「前」（前進走行）あるいは「後」（後進走行）を選択するための前後進セレクトスイッチ６４が設けられる。
【００３１】
キースイッチ６２の上方にはスピードボリューム６６が設けられる。スピードボリューム６６は、乗員によって数字２から６の間に廻される位置に応じて電圧をＶｓｖを出力する。即ち、図９に示す如く、０Ｖ付近から８Ｖ付近の値を出力し、それに応じて走行速度が０ｋｍ／ｈ相当から６．５ｋｍ／ｈ相当に設定される。
【００３２】
さらに、図７に示す如く、メインコントロールパネル５８の右端にはアクセルボリューム６８（アクセルレバー）が配置される。アクセルボリューム６８はその自由端が図７で紙面の上下方向に移動自在に構成され、乗員により紙面の下方向に移動されて前進方向あるいは後進方向に走行指示する。
【００３３】
このアクセルボリューム６８は紙面の下方向の移動量に応じた電圧Ｖａｖを、図１０に示す如く、出力する。出力電圧Ｖａｖが始動ボリューム電圧Ｖａｖｓ以上となると、アクセルオンと判断されて走行制御が開始される。
【００３４】
小型電動車１０の走行速度は、スピードボリューム６６の出力電圧（ボリューム位置）に、アクセルボリューム６８の出力電圧（ボリューム位置）による所定の比（アクセル比）を乗じた値となるように制御される。
【００３５】
より具体的には、前記したコントロールユニットにより、走行速度がその値となるように、モータ駆動回路５４のＦＥＴのデューティ比（ＰＷＭ制御における）が決定され、デューティ駆動される。アクセルボリューム６８がオフされると、小型電動車１０は所定の減速パターンで減速して停車する。
【００３６】
尚、図５に示す如く、電動モータ５４にはロータリエンコーダ（ＥＮＣＯＤＥＲ）７２が配置され、モータ回転速度を通じて車両走行速度に比例する信号を出力する。
【００３７】
メインコントロールパネル５８の上方にはＬＥＤ素子からなる５個のインディケータ７４が設けられる。図５などで、この５個のインディケータ７４をＩＮＤ．１からＩＮＤ．５と示す。このインディケータ７４は、バッテリ３８の残量表示などに使用される。
【００３８】
それについて説明すると、以下の如く、開路電圧〔Ｖ〕を算出し、算出値に基づいて図１１に示す如く、インディケータ７４の全部または一部を点灯、消灯、あるいは点滅させて電池（バッテリ）電圧の残量を表示する。
【００３９】
0004008595.tif 000002
【００４０】
上記で、電池電圧はバッテリの端子電圧から求める。また、放電電流は、モータ電流より求める。尚、電流値は検出抵抗（図示せず）の両端電圧を検出することで、電圧値はバッテリ３８の端子電圧を検出して求める。尚、電池内部抵抗は、放電電流に基づいて算出する。また、電池内部抵抗と電源配線抵抗は予め求めておく。また、開路電圧は、所定時間、例えば５分間の平均値を算出して使用する。
【００４１】
図１１に示す如く、電池（バッテリ）残量表示レベルが１となると、左から２番目（ＩＮＤ．２）のインディケータを点滅させて乗員の注意を喚起する。尚、ブザーなどの音声信号を用いても良い。
【００４２】
このように、開路電圧よりバッテリ残量を検出することで、バッテリ残量を確実に判定することができると共に、確認もインディケータを参照するだけで、容易に行うことができる。
【００４３】
さらに、５段階のレベル表示を電圧のみで行うことで、寿命劣化時にはレベルが短時間に低下方向に変化するので、バッテリ３８の劣化も検出することができる。
【００４４】
また、図示例の小型電動車１０の場合、走行中に段差を乗り越えるときなどは負荷が急増し、走行状態によってバッテリ残量が急変するため、電池残量表示レベルが所定時間経過するとき、開路電圧算出値と無関係にレベルを１つ下げるようにしても良い。尚、一度、あるレベルに達した後は、充電されるまで、そのレベルから上げられることがない。
【００４５】
さらに、図１２に示す如く、ヘッドライト４４がオン（点灯）されているときは、５個のインディケータの任意の１個（例えば左端のＩＮＤ．１）を点滅させることで、乗員の注意を喚起する。
【００４６】
これにより、昼間のヘッドライト４４の消灯忘れによって走行時間が短くなるといった乗員が意図しない不都合を回避することができると共に、インディケータ７４をバッテリ残量表示と兼用することで専用のインディケータを設けることが不要となって構成を簡素にすることができる。
【００４７】
さらに、図１３に示す如く、５個のインディケータの点灯、消灯あるいは点滅を組み合わせることで、小型電動車１０の故障箇所を表示するようにした。尚、図１３は自己診断のチェックリストである。
【００４８】
これによって、種々の故障箇所を数少ない５個のインディケータで示すことができ、サービス工場などで故障箇所を迅速に特定して修理することができる。また、専用のインディケータを設けることがなくて構成を簡易にすることができる。
【００４９】
さらに、図１４に示す如く、５個のインディケータの点灯、消灯あるいは点滅を組み合わせることで、小型電動車１０の履歴を管理するようにした。例えば、以下の内容を管理するようにした。
【００５０】
（１）過去に発生した故障を５回記憶し、表示する。
（２）電動モータ２８の回転数から走行距離を算出し、表示する。
（３）バッテリ３８の充電時間、回数を表示する。
【００５１】
これによって、種々の履歴を数少ない５個のインディケータで示すことができ、サービス工場などで部品交換を容易に行うことができる。また、専用のインディケータを設けることがなくて構成を簡易にすることができる。
【００５２】
次いで、図示の小型電動車１０の動作、より具体的には前記した自己診断中の発進動作を説明する。
【００５３】
図１５はその動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、キースイッチ６２のオンの度に実行される。
【００５４】
即ち、キースイッチ６２がオンされると、Ｓ１０において自己診断が行われる。具体的には、キースイッチ６２がオンされた後、１ｓｅｃの間、図１３に示す如く、モータ駆動回路５４を含む全ての装置について異常・故障がないかどうか自己診断する。自己診断の間、５個のインディケータ７４を全て点灯すると共に、必要に応じてブザーを連続して作動させる。
【００５５】
この実施の形態においては、図１５フロー・チャートに示すプログラムと同時に、図１６フロー・チャートに示すプログラムが平行して実行される。図１６に示すプログラムもキースイッチ６２がオンされる度に実行される。
【００５６】
以下説明すると、Ｓ１００でアクセルボリューム６８の出力電圧Ｖａｖが前記した始動ボリューム電圧Ｖａｖｓ以上となったか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときＳ１０２に進み、発進制御を行う。
【００５７】
即ち、図１５フロー・チャートに示すプログラムにおいて自己診断中であっても、自己診断を継続しながら、車両の発進制御を行うようにした。これによって、自己診断の終了を待機することなく、発進制御が実行されるため、速やかに車両走行を開始することができ、特に緊急避難の際などには好適となる。
【００５８】
即ち、自己診断を継続しながら、発進制御することで両者を最適にバランスさせることができる。
【００５９】
この走行制御を簡単に説明すると、アクセルオンと判断されると、電磁ブレーキ３０を開放し、電圧モータ２８のコイルを短絡して車両を始動させ、所定時間以上経過した時点で速度制御に移行する。速度制御は、ロータリエンコーダ７２の出力に基づいてＦＥＴ素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの通電をデューティ比制御することで行う。
【００６０】
次いで、図示の小型電動車１０の動作の別の例、即ち、走行方向転換動作を説明する。
【００６１】
図１７はその動作を示すフロー・チャートである。
【００６２】
以下説明すると、Ｓ２００において前後進セレクトスイッチ６４がオンしているか否か、換言すれば、乗員が走行方向を前進から後進に、あるいはその逆に切り換えるように指示しているか否か判断し、否定されるときはＳ２０２に進み、それまでの走行制御を継続する。
【００６３】
他方、Ｓ２００で肯定されるときはＳ２０４に進み、方向転換に備えてデューティ比を減少させて走行速度を減速する。次いでＳ２０６に進み、アクセルボリューム出力電圧Ｖａｖが前記した始動ボリューム電圧Ｖａｖｓ以上となったか否か、即ち、乗員が方向を切り換えて直ちにその方向に発進するのを意図しているか否か判断する。
【００６４】
Ｓ２０６で肯定されるときはＳ２０８に進み、減速して停止した後、直ちに指示された方向に発進する。他方、Ｓ２０６で否定されるときはＳ２１０に進み、減速して一旦停止（例えば１ｓｅｃの間）し、次いで指示された方向に発進する。
【００６５】
これによって、前進あるいは後進方向に走行中に逆方向への走行指示がなされた場合、直ちに指定された方向に走行を開始することができ、特に緊急避難の際などには好適となる。
【００６６】
即ち、アクセルボリューム６８がオフされた場合、所定の減速パターンで停止し、その後に方向転換するため、逆方向に走行を開始するのにある程度の時間を要するが、Ｓ２０８に示すように構成したことで、直ちに逆方向に走行を開始することができる。
【００６７】
他方、アクセルボリューム６８を操作しない限り、Ｓ２１０の処理が行われて所定の時間停止してから逆方向に走行するので、乗員が緊急な方向転換を意図しないときは、緩やかに方向転換を行うことができる。
【００６８】
この実施の形態は上記の如く、車載電源（バッテリ３８）から電力の供給を受けて車輪（後輪３６）を駆動する電動モータ２８を備え、乗員の指示に従って前記電動モータを駆動制御して前進方向あるいは後進方向に走行する小型電動車１０において、前記電動モータ２８を車載電源（バッテリ３８）に接続するモータ駆動回路５４に設けられた電源スイッチ（キースイッチ６２）、前進走行あるいは後進走行を選択する前後進セレクトスイッチ６４、選択された方向に走行指示するアクセルレバー（アクセルボリューム６８）、および前記電源スイッチ、前後進セレクトスイッチおよびアクセルレバーの出力を入力し、入力に応じて前記電動モータの駆動を制御する電子制御ユニット（コントロールユニット５０）、を備え、前記電子制御ユニットは、前記電源スイッチが入力された後、所定時間、前記モータ駆動回路の作動状態を含む自己診断（Ｓ１０）を行うと共に、前記自己診断中に前記アクセルレバーを介して乗員から走行指示が入力されたときは、前記自己診断の終了を待機することなく、発進制御（Ｓ１００，Ｓ１０２）を行う如く構成した。
【００６９】
このように、始動時に自己診断を行うと共に、自己診断中に走行指示がなされたとき、自己診断を継続しながら、発進制御することで両者を最適にバランスさせることができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、始動時に自己診断を行うと共に、自己診断中に走行指示がなされたとき、自己診断を継続しながら、発進制御することで両者を最適にバランスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る小型電動車の構成を全体的に示す平面図である。
【図２】図１に示す小型電動車の縮小側面図である。
【図３】図１に示す小型電動車の正面図である。
【図４】図１に示す小型電動車の背面図である。
【図５】図１の小型電動車のコントロールユニットの構成を具体的に示すブロック図である。
【図６】図５のコントロールユニットが内蔵するモータ駆動回路の詳細を示す回路図である。
【図７】図１の小型電動車のメインコントロールパネルの拡大平面図である。
【図８】図７に示すメインコントロールパネルの説明図である。
【図９】図７に示すメインコントロールパネルのスピードボリュームの出力電圧特性を示す説明グラフである。
【図１０】図７に示すメインコントロールパネルのアクセルボリュームの出力電圧特性を示す説明グラフである。
【図１１】図７に示すメインコントロールパネルのインディケータの表示例を示す説明図である。
【図１２】図７に示すメインコントロールパネルのインディケータの別の表示例を示す説明図である。
【図１３】図７に示すメインコントロールパネルのインディケータのさらに別の表示例を示す自己診断チェックリストである。
【図１４】図７に示すメインコントロールパネルのインディケータのさらに別の表示例を示す保守データ図である。
【図１５】図１に示す小型電動車の動作のうちの自己診断動作を示すフロー・チャートである。
【図１６】図１に示す小型電動車の動作のうちの自己診断中の発進制御を示すフロー・チャートである。
【図１７】図１に示す小型電動車の動作のうちの走行方向転換制御を示すフロー・チャートである。
【符号の説明】
１０    小型電動車
２８    電動モータ
３８    バッテリ（車載電源）
５０    コントロールユニット（電子制御ユニット）
６２    キースイッチ（電源スイッチ）
６８    アクセルボリューム（アクセルレバー）
７４    インディケータ
【図１】
0004008595.tif 000003
【図２】
0004008595.tif 000004
【図３】
0004008595.tif 000005
【図４】
0004008595.tif 000006
【図５】
0004008595.tif 000007
【図６】
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【図７】
0004008595.tif 000009
【図８】
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【図９】
0004008595.tif 000011
【図１０】
0004008595.tif 000012
【図１１】
0004008595.tif 000013
【図１２】
0004008595.tif 000014
【図１３】
0004008595.tif 000015
【図１４】
0004008595.tif 000016
【図１５】
0004008595.tif 000017
【図１６】
0004008595.tif 000018
【図１７】
0004008595.tif 000019