(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられる指令値に対応した電流をモータへ供給する通電手段と、この通電手段と前記モータを接続する通電路に介挿され、オン／オフ指令に応じて導通／非導通のいずれかの状態に切り替わるスイッチ手段とを具備してなるモータ駆動装置に適用されるスイッチ手段の故障検出装置において、
前記スイッチ手段に対してオフ指令がされているときに、前記モータを一方向へ回転させようとする検査用指令値と前記モータを他方向へ回転させようとする検査用指令値を前記通電手段へ供給し、通電を指示する通電指示手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記モータを一方向へ回転させようとする検査用指令値が供給されている時と、前記モータを他方向へ回転させようとする検査用指令値が供給されている時の両方で、所定以上の実電流が前記電流検出手段により検出された場合、前記スイッチ手段が異常であると判断する異常判断手段と
を具備することを特徴とするスイッチ手段の故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば搬送車、電気自動車、補助動力付き人力車両等の電動車両に動力を供給するモータ駆動回路に用いて好適なスイッチ手段の故障検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、搬送車、電気自動車、補助動力付き人力車両等の電動車両においては、そのモータ駆動用の電源回路を短絡等の電気的な異常から保護する目的でリレーが用いられている。すなわち、短絡等の異常が発生すると、モータや回路内に過電流が流れ、機器の誤動作やＩＣ(Integrated Circuit)の破損等の機械的な故障を招く危険があることから、２次電池等の電源供給側とモータの間にリレーを介挿し、異常の検知に応じてリレーをオフにすることにより過電流が流れるのを回避する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように安全装置として用いられるリレーは、正常なオンオフ動作をするかどうかといった所定の機能検査が施された後出荷されるが、一旦出荷され機器に組み込まれた後は通常検査が行われることはない。このため、例えば機器の稼働中にスパーク等が発生してリレーが溶着し、オン状態のまま固定されてしまった場合には、安全装置であるリレー自体が機能しないため、上記短絡等の異常発生時に過電流が流れるのを回避できないことになる。
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、リレー等のスイッチ手段が故障して装置の稼働中に正常に機能しないことによる機器の誤動作や破損等を確実に防止することができるスイッチ手段の故障検出装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した問題点を解決するために、与えられる指令値に対応した電流をモータへ供給する通電手段と、この通電手段と前記モータを接続する通電路に介挿され、オン／オフ指令に応じて導通／非導通のいずれかの状態に切り替わるスイッチ手段とを具備してなるモータ駆動装置に適用されるスイッチ手段の故障検出装置において、前記スイッチ手段に対してオフ指令がされているときに、前記モータを一方向へ回転させようとする検査用指令値と前記モータを他方向へ回転させようとする検査用指令値を前記通電手段へ供給し、通電を指示する通電指示手段と、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータを一方向へ回転させようとする所定の検査用指令値が供給されている時と、前記モータを他方向へ回転させようとする所定の検査用指令値が供給されている時の両方で、所定以上の実電流が前記電流検出手段により検出された場合、前記スイッチ手段が異常であると判断する異常判断手段とを具備することを特徴としている。
【０００８】
この場合には、通電指示手段は、スイッチ手段に対してオフ指令がされているときに、所定の検査用指令値を通電手段へ供給して通電を指示し、電流検出手段は、モータに流れる電流を検出し、異常判断手段は、通電指示手段による通電の指示がある間、電流検出手段によって電流が検出された場合、スイッチ手段が異常であると判断する。
これにより、スイッチ手段がモータ駆動装置に組み込まれた後に、リレーの溶着等のスイッチ手段の異常が発生しても、この異常の有無を判断することが可能である。そして、スイッチ手段に対してオフ指令がされてモータが駆動されていないときに、異常判断が行われる。異常判断時には、たとえば外部に報知、またはモータへの通電を停止すればよい。この後、リレーの修理・交換を行うことにより、モータに悪影響が及ぶのを避けることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
（１）  第１実施形態
図１は、この発明の第１実施形態によるスイッチ手段の故障検出装置の構成を示すブロック図である。このスイッチ手段の故障検出装置は、補助動力付き自転車（図示略）に適用されるものである。補助動力付き自転車では、ペダルの踏力にほぼ比例した電流（または電圧）を２次電池からモータへ供給し、モータの動力と人力との合成駆動力によって自転車を走行させるようになっている。
【００１０】
図において、Ｅは２次電池であり、密閉型鉛電池、密閉型ニッカド電池等の複数の電池セルを直列に接続して構成されている。１は、モータＭへの供給電流を制御するモータ駆動部である。このモータ駆動部１は、２次電池Ｅから供給される放電電流に基づき、電流指令値としてコントローラ２（後述する）から与えられるＰＷＭ(Pulse Width Modulation)波のパルス幅に対応した電流をモータＭへ供給する。
【００１１】
３はリレーであり、過電流を遮断する安全装置としてモータ駆動部１からモータＭへの通電路に介挿されている。すなわち、リレー３は、通常の通電時にはオン状態になっているが、短絡等の異常発生時にはオフとなり、過電流が流れるのを防止するようになっている。本実施形態では、このリレー３が溶着等によってオン状態のまま固定された場合にこれを検出する目的で、補助動力付き自転車の稼働前にコントローラ２による検査（後述する）を行う。
【００１２】
４は電流センサであり、モータＭに流れている実電流を検出し、この電流の大きさに対応した検出信号をコントローラ２へ出力する。
【００１３】
コントローラ２は、図示しないＣＰＵやメモリの他、入力インタフェース２ｆ、出力インタフェース２ｇ，２ｈ等のハードウェアから構成されており、そのソフトウェア構成は、電流検出部２ａ、リレー異常判断部２ｂ、リレーＯＮ／ＯＦＦ指令部２ｃ、電流指令計算部２ｄおよびＰＷＭ波計算部２ｅからなっている。
【００１４】
電流検出部２ａは、入力インタフェース２ｆを介しＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換された電流検出値を測定し、その測定結果をリレー異常判断部２ｂへ出力する。リレー異常判断部２ｂは、リレー３にオフを指示した状態で所定の電流指令値を与えたときに電流検出部２ａから供給される実電流の測定結果に基づき、リレー３が異常であるか否かを判断する。
【００１５】
リレーＯＮ／ＯＦＦ指令部２ｃは、リレー異常判断部２ｂから供給されるオンオフ指令に応じてリレー３のオンオフを制御する。電流指令計算部２ｄは、リレー異常判断部２ｂから供給される通電指令に応じて電流指令値を算出する。ＰＷＭ波計算部２ｅは、電流指令計算部２ｄから供給される電流指令値に対応したパルス幅のＰＷＭ波を生成する。このＰＷＭ波によってモータ駆動部１を動かす。
【００１６】
なお、リレー異常判断部２ｂは、リレー３が異常であると判断したときには、モータＭへの通電を停止すべく、電流指令計算部２ｄに指令を行う。また、このときには、リレー異常判断部２ｂは、出力インタフェース２ｇ，２ｈを介して、警告灯５を点灯すると共に、警告ブザー６に警告音を発生させる。
【００１７】
次に、この実施形態の動作について説明する。図２は、補助動力付き自転車の稼働前にリレー３の検査を行うコントローラ２の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照し、実施形態の動作を説明する。
【００１８】
まず電源が投入され、システムが起動されると、コントローラ２は、ステップＳＴ１に処理を進める。ステップＳＴ１では、リレー異常判断部２ｂがリレーＯＮ／ＯＦＦ指令部２ｃに対しオフ指令を出す。これにより、リレー３は、溶着等の異常がなければ、オフ状態となる。
【００１９】
次に、ステップＳＴ２では、リレー異常判断部２ｂが電流指令計算部２ｄに対し通電指令を出す。これにより、電流指令計算部２ｄが所定の検査用指令値を算出し、さらにＰＷＭ波計算部２ｅがこの指令値に対応したＰＷＭ波を生成する。そして、このＰＷＭ波はモータ駆動部１へ供給され、そのパルス幅に対応した電流がモータＭへ出力される。
【００２０】
次に、ステップＳＴ３に進むと、電流検出部２ａが電流センサ４から供給される電流値を測定し、その測定結果をリレー異常判断部２ｂへ出力する。ステップＳＴ４では、リレー異常判断部２ｂが電流検出部２ａの測定結果に基づき、モータＭを流れる実電流の有無を判断する。
【００２１】
ここで、リレー３が指令通りオフになっている場合、電流はモータＭへ供給されないため、上記ステップＳＴ４で電流は検出されない。この場合、リレー３は正常とみなされる。以後は、リレー３がオンに切り替えられ、補助動力付き自転車のペダルの踏力に応じた電流指令値に基づきモータが通電され、動力が供給される。
【００２２】
一方、リレー３が溶着してオンになっている場合、モータＭに電流が流れるため、上記ステップＳＴ４で電流が検出される。この場合、リレー３は異常であるとみなされ、コントローラ２の処理はステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５においては、モータＭへの通電を停止し、さらにステップＳＴ６では、警告灯５を点灯すると共に、警告ブザー６に警告音を発生させ、操作者に報知する。なお、警告灯５および警告ブザー６は、いずれか一つだけ設けてもよい。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、補助動力付き自転車を稼働する前にその都度リレー３の状態を検査することができるので、稼働中の短絡発生時等にリレー３が安全装置として機能しないことによる機器の誤動作や破損等を回避することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、ステップＳＴ５において、モータＭへの通電を停止しているが、これを省略して、ステップＳＴ６に進むようにしてもよい。この場合には、リレー３に異常のあることが、システムにおいて判断されながらも、モータＭを稼働することができ、そのまま補助動力付き自転車の補助動力として利用しながら、リレー３の修理や交換が可能な場所まで、移動することができる。この場合には、もちろん、使用者がリレー３の修理・交換をすみやかに行うのが望ましい。
【００２５】
（２）第２実施形態
Ａ．  実施形態の構成
次に、図３は、この発明の第２実施形態によるスイッチ手段の故障検出装置を含む制御回路の構成を示すブロック図である。このスイッチ手段の故障検出装置は、電動車椅子（図示略）に適用されるものである。図において符号３１は乗員用の操作パネル、３２は蓄電池等の電源、３３，３４は左右の車輪を回転させるモータ、３５，３６は各モータ３３，３４の回転を駆動するモータ制御部である。
【００２６】
各モータ３３，３４には、それらの回転速度を検出する車速センサ３３ａ，３４ａがそれぞれ設けられている。さらに、各モータ３３，３４と各モータ制御部３５，３６の間の通電路には、過電流を遮断する安全装置としてリレー３７，３８が介挿されており、これを介して各モータ３３，３４に電流が供給されるようになされている。すなわち、リレー３は、通常の通電時にはオン状態になっているが、短絡等の異常発生時にはオフとなり、モータ３３，３４に過電流が流れるのを防止するようになっている。図示の状態で、リレー３７，３８はオフである。リレー３７，３８の各共通端子と、モータ３３，３４との間には、電流検出計３３ｂ，３４ｂが介挿されており、電流検出計３３ｂ，３４ｂは、この間を流れる電流に応じた電流検出信号を出力する。
【００２７】
符号３９はＬＥＤからなる警告灯、４０は警告ブザーを示し、これらの警告灯３９と警告ブザー４０は、リレー３７，３８の可動接点が溶着した等の異常が発生したことを乗員に知らせるために設けられている。
符号１１は、コントローラを示し、このコントローラ１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１２、メモリ等のハードウェアによって構成されている。
【００２８】
操作パネル３１には、コントローラ１１へ電流を供給する回路の開閉を行うメインスイッチ３１ａが設けられている。また、操作パネル３１には、各車輪の前進・後進操作及び速度制御のためのジョイスティック（速度制御操作子）３１ｂが設けられている。乗員がジョイスティック３１ｂを傾倒させると、ジョイスティック３１ｂは、その傾倒角に応じた電圧を出力する。
【００２９】
ＣＰＵ１２には、入力インタフェース２７ａ〜２７ｄ，２７ｇから各種信号出力やスイッチ出力が取り込まれると共に、ＣＰＵ１２は、出力インターフェース２７ｅ，２７ｆから各種指令値等の制御信号を外部へ出力する。
ＣＰＵ１２は、所定のプログラムに基づいて動作し、各種機能を果たす。図では、これら各機能別にジョイスティック入力部１３、指令車速計算部１４等と想定してブロック表示し、以下、各ブロックの機能として説明を行う。なお、これらのＣＰＵ１２の機能をハードウェアによって行わせることも可能である。
【００３０】
さて、ジョイスティック３１ｂから出力された電圧は、入力インタフェース２７ａによってＡ／Ｄ変換されて、ジョイスティック入力部１３に入力される。ジョイスティック入力部１３は、デジタル変換された電圧値に基づいて傾倒角信号を出力する。
このようにして、傾倒角信号は、ジョイスティック３１ｂの傾倒角に応じた値をとる。なお、傾倒角信号には、前後方向成分と左右方向成分があり、たとえばジョイスティック３１ｂが前方に傾倒されたときは前後方向成分が正の値、後方に傾倒されたときは前後方向成分が負の値をとる。
【００３１】
指令車速計算部１４は、ジョイスティック入力部１３からの傾倒角信号に基づき、各車輪を回転させるべき速度を算出し、左右の車輪ごとに別個の指令車速信号を出力する。
ＰＷＭ波計算部１５は、指令車速信号に基づき制御信号となるＰＷＭ波を左右の車輪ごとに出力し、左右の各モータ制御部３５，３６を制御する。これにより、各モータ制御部３５，３６からモータ３３，３４に与える通電量が制御され、モータ３３，３４の回転速度、すなわち各車輪の速度が制御される。
車速計算部１６は、車速センサ３３ａ，３４ａから入力された車速検出信号を受信し、実際の左右の各車輪の速度を算出して、実車速信号を出力する。ＰＷＭ波計算部１５は、この実車速信号を取り入れて、各モータ制御部３５，３６をフィードバック制御する。
【００３２】
電流検出計３３ｂ，３４ｂからの電流検出信号は、入力インタフェース２７ｇによりＡ／Ｄ変換され、変換されたデジタル信号は電流計算部１９に取入れられる。そして、電流計算部１９は、これに基づいて、左右のモータ３３，３４に流れる実電流値を算出し、実電流信号を出力する。
リレー異常判断部２０は、電流計算部１９からの実電流信号に基づいて、いずれかまたは両方のリレー３７，３８の可動接点が溶着した等の異常が発生したか否か判断する。
そして、いずれか片方でもリレー３７，３８に異常があると判断したときには、リレー異常判断部２０は、搭乗者に報知すべくＬＥＤ点灯制御部２１及びブザー制御部２２にオン信号を出力する。
【００３３】
ＬＥＤ点灯制御部２１及びブザー制御部２２は、それぞれ、リレー異常判断部２０からのオン信号に応じて、警告灯３９を点灯させ、警告ブザー４０に警告音を発生させる。
また、タイマー２３は、時間に対応する信号を出力し、時刻カウント部２４は、この信号に基づいた経過時間信号を出力する。この経過時間信号は、リレー異常判断部２０に入力され、前記のリレー３７，３８の異常があるか否かの判断に供せられる。
【００３４】
なお、後述のように、このようなリレー３７，３８の異常判断は、所定の時間に限って行われるものであり、この所定時間内に、リレー異常判断部２０は、リレー３７，３８にオフ指令信号を出力すると共に、異常検査用の通電指示信号をＰＷＭ波計算部１５に向けて出力する。この時には、指令車速計算部１４からの指令車速信号が出力されていたとしても、ＰＷＭ波計算部１５はこれを受け付けず、したがって車輪は駆動されない。
【００３５】
Ｂ．  実施形態の動作
Ｂ−１．通常の制御動作
次に、この実施形態の通常の制御動作をまとめて説明すると次の通りである。
まず、乗員がジョイスティック３１ｂを傾倒すると、その傾倒角に応じて、ジョイスティック入力部１３から傾倒角信号が出力され、この傾倒角信号が、指令車速計算部１４に入力される。この傾倒角信号に基づき、指令車速計算部１４は、左の車輪への指令車速および右の車輪への指令車速を算出し、これに応じた指令車速信号を出力する。
この指令車速信号に基づいて、ＰＷＭ波計算部１５が左右の各モータ制御部３５，３６を制御する。これにより、各モータ制御部３５，３６からモータ３３，３４に与える通電量が制御され、モータ３３，３４の回転速度、すなわち各車輪の速度が制御される。
このような制御により、各車輪を互いに等しい速度で回転させれば、電動車椅子は直進（前進・後進含む）し、左右の車輪を異なる速度で回転させれば、電動車椅子の進行方向が変更される。
【００３６】
また、車輪が実際に駆動されることにより、車速計算部１６は、左の車輪の実車速および右の車輪の実車速を算出し、これに応じた実車速信号を出力する。これらの実車速信号は、ＰＷＭ波計算部１５に入力される。ＰＷＭ波計算部１５は、前記の左の車輪の実車速と左の車輪への指令車速とを一致させるべく、また、右の車輪の実車速と右の車輪への指令車速とを一致させるべく、各モータ制御部３５，３６を調整する。これにより、電動車椅子が乗員の所望の速度で所望の方向に進行する。
【００３７】
Ｂ−２．リレーの故障検査動作
次に、図４は、この実施形態におけるリレーの故障検出動作例を示すフローチャートである。同図を参照して、リレー故障検出動作を説明する。なお、以下の説明では、簡略化のため、このリレー故障検出動作は、左の車輪用のリレー３７の故障検出を行うものとするが、右の車輪用のリレー３８についても同様の動作を行う。左のリレー３７の故障検出動作と右のリレー３８の故障検出動作は、同時に行ってもよいし、一方の終了後、他方を行ってもよい。
【００３８】
まず、乗員が操作パネル３１を操作し、メインスイッチ３１ａをオンする。これによって、コントローラ１１に電流が供給されて動作可能になると共に、モータ制御部３５，３６が待機状態になって、システム起動状態となる。
【００３９】
そして、リレー異常判断部２０は、リレー３７をオフにすべく、リレーオフ信号を出力する（ステップＳＴ７）。これによりリレー３７の可動接点が、オン側の端子に溶着している等の異常がない限り、リレー３７は図示のオフ状態になるはずである。
次に、リレーオフ信号の出力後、設定されている所定時間待機し、リレー異常判断部２０が、検査指令値となるモータ３３への通電指示信号を出力する（ステップＳＴ８，ＳＴ９）。これにより、ＰＷＭ波計算部１５が作動して、モータ制御部３５から所定通電量の駆動電流を流そうとする。この場合において、ステップＳＴ７での指令通り、リレー３７がオフ状態であれば、この駆動電流がモータ３３に与えられることはない。
【００４０】
この後、設定されている所定時間待機し（ステップＳＴ１０）、電流検出計３３ｂ、電流計算部１９を通じて、モータ３３に流れる実電流を、リレー異常判断部２０で読み込む（ステップＳＴ１１）。そして、この実電流を設定値と比較して（ステップＳＴ１２）、設定値以上であれば、判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＴ１３に進む。ここでの設定値は、極めて微弱な電流値としておく。上記の通り、リレー３７がオフ状態であれば、駆動電流がモータ３３に与えられることはなく、たとえば電動車椅子が斜面で停止しようとして、発電制動によりモータ３３自身が発電したこと等による電流以上の電流が電流検出計３３ｂに検出されることはない。したがって、ステップＳＴ１２での判断結果が「ＹＥＳ」ということは、リレー３７に異常があるということである。
【００４１】
ステップＳＴ１３では、リレー異常判断部２０が、ＬＥＤ点灯制御部２１及びブザー制御部２２にオン信号を出力する。これにより、警告灯３９が点灯し、警告ブザー４０が警告音を発生する。このようにして、リレー３７に異常があることを乗員に知らせるようになっている。
【００４２】
次に、ステップＳＴ１４に移行し、前述の通常の制御動作を行う。この通常の制御動作では、まず、リレー異常判断部２０の通電指示信号の出力は停止され、これによりＰＷＭ波計算部１５は、指令車速計算部１４からの指令車速信号によって作動するようにされる。
通常の制御動作では、乗員がジョイスティック３１ｂを傾倒すると、指令車速計算部１４からの指令車速信号が、リレー異常判断部２０に取入れられ、リレー異常判断部２０は、オン指令信号を出力して、リレー３７をオンする。また、乗員がジョイスティック３１ｂを中立位置にすると、指令車速「０」に相当する指令車速信号が指令車速計算部１４からリレー異常判断部２０に入力され、これに応じてリレー異常判断部２０がオフ指令信号を出力して、リレー３７をオフにして、走行速度を０にする。
【００４３】
このようにして、使用者は、ジョイスティック３１ｂを操作して、電動車椅子を運転することが可能である。ここで、前記のようにリレー３７に異常のあることが、システムで判断されながらも、車輪の走行停止という処理を行わずに、運転を可能とすべく、通常の制御動作を行うのは、リレー３７の異常すなわちオンのままであったとしても、電動車椅子の走行自体には実質的な支障がないからである。すなわち、乗員がジョイスティック３１ｂを傾倒すれば、それに応じてモータ３３は回転し、ジョイスティック３１ｂを中立位置にすれば、モータ３３は停止する。したがって、乗員としては、そのまま電動車椅子の走行を行って、リレー３７の修理や交換が可能な場所まで、移動することができる。
【００４４】
ただし、この場合には、モータ３３に対する安全装置であるリレー３７が機能しないため、万一、短絡等の異常が発生すると、モータ３３に過電流が流れるのを回避できないことになる。そこで、モータ３３の故障を避けるため、ステップＳＴ１３で異常を表示した後、モータ３３の回転を停止すべく、リレー異常判断部２０が車速「０」の指令車速信号を出力するようにしてもよい。
【００４５】
前記のステップＳＴ１２において、モータ３３に流れる実電流が、設定値未満であれば判断結果は「ＮＯ」となる。これは、リレー３７に異常がないことを示すものであり、この後は、そのままステップＳＴ１４に進み、通常の制御動作を行う。
【００４６】
この後、ステップＳＴ１５に進み、メインスイッチ３１ａがオフされたか否かを判別し、メインスイッチ３１ａがオフされたなら、コントローラ１１に供給されていた電流が遮断されて、システムが非動作状態となる。すなわち、乗員が電動車椅子を駐車したいときには、メインスイッチ３１ａをオフする。一方、ステップＳＴ１５において、メインスイッチ３１ａがオフされなければ、ステップＳＴ１４に戻って、電動車椅子の走行が継続されることになる。
【００４７】
Ｃ．実施形態の効果
この実施形態においては、リレー３７，３８が電動車椅子に組み込まれた後に、リレー３７，３８の溶着等の異常を判断することができる。しかも、電動車椅子の走行中の所定時間に、リレー３７の異常を検出することができ、これに応じて、乗員への報知あるいは電動車椅子の停止を行う。この後、リレー３７，３８の修理・交換を行うことにより、モータ３３，３４に悪影響が及ぶのを避けることができる。
【００４８】
また、この実施形態では、リレー異常判断部２０により、まずリレー３７，３８にオフ指令信号を出力してから、所定時間が経過した後、異常検査用の通電指示信号をＰＷＭ波計算部１５に向けて出力する（ステップＳＴ７〜ＳＴ９）。リレー３７，３８は、機械的な可動接点を有してため、リレー３７，３８にオフ指令信号が入力された後でも、可動接点が振動するため、すぐにはリレー３７，３８は非導通状態にならない。しかし、この実施形態のように、オフ指令信号の出力から所定時間経過後、ＰＷＭ波計算部１５、モータ制御部３５，３６を通じて、モータ３３，３４に通電させようとすることにより、確実な異常判断をすることができる。
【００４９】
さらに、メインスイッチ３１ａをオンした直後、すなわち電動車椅子の起動直後から、ステップＳＴ１４における通常の制御動作で、リレー３７，３８へオン指令がされるまでの間に、リレー３７，３８にはオフ指令が与えられ、リレー異常判断部２０による通電指示信号の出力が行われる。このように、この実施形態では、システム起動直後に、電動車椅子の走行制御前に、検査信号である通電指示信号を出力して、リレー３７，３８の異常判断をすることができる。
【００５０】
また、この実施形態では、リレー異常判断部２０による通電指示信号の出力は、所定の短時間、具体的には数１０ミリ秒の間だけ行われる。これは、モータ３３，３４が停止している場合には、モータ３３，３４に電流が流れても、慣性があるためすぐには動き出さないが、万一、リレー３７，３８の異常がある場合には、一定時間経過すれば、検査用の信号である通電指示信号のために、モータ３３，３４が回転を開始し、これにより電動車椅子が走行してしまう可能性があるからである。この実施形態では、通電指示信号の出力を数１０ミリ秒の間だけにすることにより、電動車椅子が走行開始する前に、リレー３７，３８の異常を検出できる。
【００５１】
Ｄ．リレーの故障検出動作の変更例
次に、図５は、前記第２実施形態におけるリレーの故障検出動作の変更例を示すフローチャートである。以下の説明でも、簡略化のため、このリレー故障検出動作は、左の車輪用のリレー３７の故障検出を行うものとするが、右の車輪用のリレー３８についても同様の動作を行う。左のリレー３７の故障検出動作と右のリレー３８の故障検出動作は、同時に行ってもよいし、一方の終了後、他方を行ってもよい。
【００５２】
この変更例では、リレー異常判断部２０により、モータ３３を正転させる方向への通電と、逆転させる方向への通電を行わせる通電指示信号を出力し、モータ３３の正転の通電指示と、逆転の通電の指示の両方で、モータ３３に流れる実電流が検出された場合に、はじめてリレー異常判断部２０は、リレー３７が異常であると判断する。
【００５３】
まず、乗員が操作パネル３１を操作し、メインスイッチ３１ａをオンすることによって、前記と同様にシステム起動状態となる。
そして、リレー異常判断部２０は、リレー３７をオフにすべく、リレーオフ信号を出力する（ステップＳＴ１６）。これによりリレー３７の可動接点が、オン側の端子に溶着している等の異常がない限り、リレー３７は図示のオフ状態になるはずである。
次に、リレーオフ信号の出力後、設定されている所定時間待機し、リレー異常判断部２０が、モータ３３へ車両の前進方向へ回転するような通電指示信号を出力する（ステップＳＴ１７，ＳＴ１８）。
【００５４】
この後、設定されている所定時間待機し（ステップＳＴ１９）、電流検出計３３ｂ、電流計算部１９を通じて、モータ３３に流れる実電流を、リレー異常判断部２０で読み込む（ステップＳＴ２０）。そして、この実電流を設定値と比較して（ステップＳＴ２１）、設定値以上であれば、判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＴ２２に進む。ここでの設定値は、極めて微弱な電流値としておく。上記の通り、リレー３７がオフ状態であれば、駆動電流がモータ３３に与えられることはないが、電動車椅子が斜面で停止しようとして、発電制動によりモータ３３自身が発電したことにより、ある程度の電流が電流検出計３３ｂに検出され、リレー３７の接点が溶着していると誤って判断されることがある。そこで、この場合には、次のステップＳＴ２２以降の動作に移行する。
【００５５】
ステップＳＴ２２では、リレー異常判断部２０が、モータ３３へ車両の後進方向へ回転するような通電指示信号を出力する。この後、設定されている所定時間待機し（ステップＳＴ２３）、電流検出計３３ｂ、電流計算部１９を通じて、モータ３３に流れる実電流を、リレー異常判断部２０で読み込む（ステップＳＴ２４）。そして、この実電流を設定値と比較して（ステップＳＴ２５）、設定値以上であれば、判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＴ２６に進む。ここでの設定値は、極めて微弱な電流値としておく。
【００５６】
このように、ステップＳＴ２５での判断結果が「ＹＥＳ」ということは、モータ３３の正転の通電指示と、逆転の通電の指示の両方で、所定以上の実電流が検出されたということであり、電動車椅子が斜面で停止しようとして、モータ３３自身が発電制動を起こしているとは考えにくい。すなわち、リレー３７に異常があるということである。
【００５７】
そこで、ステップＳＴ２６では、リレー異常判断部２０が、ＬＥＤ点灯制御部２１及びブザー制御部２２にオン信号を出力する。これにより、警告灯３９が点灯し、警告ブザー４０が警告音を発生する。このようにして、リレー３７に異常があることを乗員に知らせるようになっている。
【００５８】
次に、ステップＳＴ２７に移行し、前述の通常の制御動作を行う。ここでは、まず、リレー異常判断部２０の通電指示信号の出力は停止され、これによりＰＷＭ波計算部１５は、指令車速計算部１４からの指令車速信号によって作動するようにされる。すなわち、リレー異常判断部２０の通電指示信号の出力は、所定の短時間、具体的には数１０ミリ秒の間だけ行われる。また、リレー異常判断部２０は、オン指令信号を出力して、リレー３７をオンする。これにより、使用者は、ジョイスティック３１ｂを操作して、電動車椅子を運転することが可能である。なお、モータ３３の故障を避けるため、ステップＳＴ２６で異常を表示した後、モータ３３の回転を停止すべく、リレー異常判断部２０が車速「０」の指令車速信号を出力するようにしてもよいことは前記と同様である。
【００５９】
なお、前記のステップＳＴ２１またはステップＳＴ２５において、モータ３３に流れる実電流が、設定値未満であれば判断結果は「ＮＯ」となる。これは、リレー３７に異常がないことを示すものであり、この後は、そのままステップＳＴ２７に進み、通常の制御動作を行う。
【００６０】
この後、ステップＳＴ２８に進み、メインスイッチ３１ａがオフされたか否かを判別し、メインスイッチ３１ａがオフされたなら、コントローラ１１に供給されていた電流が遮断されて、システムが非動作状態となる。すなわち、乗員が電動車椅子を駐車したいときには、メインスイッチ３１ａをオフする。一方、ステップＳＴ２８において、メインスイッチ３１ａがオフされなければ、ステップＳＴ２７に戻って、電動車椅子の走行が継続されることになる。
【００６１】
この例では、前記第２実施形態と同様の効果に加えて、次のような効果を達成することができる。
すなわち、電動車椅子のような前後進可能な車両の場合、登坂・降坂中、斜面に停止した時などには、発電制動によりモータ３３，３４に実電流が発生することがある。これに対して、本実施形態では、モータ３３，３４に一方への回転を起こすような通電指示と、他方への回転を起こすような通電指示を与えて、モータ３３，３４を流れる実電流を判断することで、リレー３７，３８の異常判断の精度を向上することができる。
なお、前記の例と逆に、モータ３３を後進方向へ回転させる通電指示信号の出力を先に行って、前進方向へ回転させる方向への通電指示信号の出力を後に行うのも可能である。
【００６２】
上記実施形態は、本発明を補助動力付き自転車用のモータ駆動回路または電動車椅子のモータ駆動回路に適用したものであるが、本発明はこれに限らず、その他の機器のモータ駆動回路にも適用可能である。また、本発明は、リレーの異常を検査するだけでなく、半導体素子を利用したスイッチのように他のスイッチ手段の異常の検査にも適用可能である。
【００６３】
以上説明したように、この発明によれば、スイッチ手段がモータ駆動装置に組み込まれた後に、リレーの溶着等のスイッチ手段の異常が発生しても、この異常の有無を判断することが可能である。
また、スイッチ手段に対してオフ指令がされてモータが駆動されていないときに、異常判断が行われる。この後、リレーの修理・交換を行うことにより、モータに悪影響が及ぶのを避けることができる。
また、モータの発電制動時の自己発電により、電流がモータ自身に流れるような場合でも、その電流だけで誤って異常とは判断することがないので、スイッチ手段の異常判断の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】  同実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】  この発明の第２実施形態を含む制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】  同実施形態におけるリレーの故障検出動作例を示すフローチャートである。
【図５】  実施形態におけるリレーの故障検出動作の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  モータ駆動部（通電手段）、２  コントローラ、２ａ  電流検出部（電流検出手段）、２ｂ  リレー異常判断部（異常判断手段、異常処理手段）、２ｃ  リレーＯＮ／ＯＦＦ指令部（スイッチ制御手段）、２ｄ  電流指令計算部（通電指示手段、異常処理手段）、２ｅ  ＰＷＭ計算部（通電指示手段）、３  リレー（スイッチ手段）、４  電流センサ（電流検出手段）、５  警告灯（異常処理手段）、６  警告ブザー（異常処理手段）、Ｅ  ２次電池、１１  コントローラ、１２  ＣＰＵ、１３  ジョイスティック入力部、１４  指令車速計算部、１５  ＰＷＭ波計算部（通電指示手段）、１６  車速計算部、１９  電流計算部、２０  リレー異常判断部（スイッチ制御手段、異常判断手段、異常処理手段）、２１  ＬＥＤ点灯制御部（異常処理手段）、２２  ブザー制御部（異常処理手段）、２３  タイマー、２４  時刻カウント部、３１  操作パネル、３１ａ  メインスイッチ、３１ｂ  ジョイスティック、３２  電源、３３，３４  モータ、３３ａ，３４ａ  車速センサ、３３ｂ，３４ｂ  電流検出計（電流検出手段）、３５，３６  モータ制御部（通電手段）、３７，３８  リレー（スイッチ手段）、３９  警告灯（異常処理手段）、４０  警告ブザー（異常処理手段）
【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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