JP2002271916A - 車両用モータ駆動制御方法 - Google Patents
車両用モータ駆動制御方法Info
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 坂道でも平地でも十分な制動力と滑らかな停
止性能とを両立させることができる安全性の高い車両用
モータ駆動制御方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 操作力が所定の時間検出されなくなった
とき、または、操作者を検知しなくなったとき、路面傾
斜判定手段で路面状態を判定する（第一ステップ）。第
一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜判定動作か
ら速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作に切り替
える（第二ステップ）。そして第二ステップ後、モータ
回転速度が所定の回転速度以下になったときダイナミッ
クブレーキに切り替える。または、モータ回転速度が所
定の回転速度以上でも一定時間経過後にダイナミックブ
レーキに切り替える（第三ステップ）。さらに第一ステ
ップから所定時間経過後にメカニカルブレーキをかける
（第四ステップ）。
止性能とを両立させることができる安全性の高い車両用
モータ駆動制御方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 操作力が所定の時間検出されなくなった
とき、または、操作者を検知しなくなったとき、路面傾
斜判定手段で路面状態を判定する（第一ステップ）。第
一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜判定動作か
ら速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作に切り替
える（第二ステップ）。そして第二ステップ後、モータ
回転速度が所定の回転速度以下になったときダイナミッ
クブレーキに切り替える。または、モータ回転速度が所
定の回転速度以上でも一定時間経過後にダイナミックブ
レーキに切り替える（第三ステップ）。さらに第一ステ
ップから所定時間経過後にメカニカルブレーキをかける
（第四ステップ）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操作者の操作力を
アシストする補助動力を備えた車両用モータ駆動制御装
置の制動に関するものである。
アシストする補助動力を備えた車両用モータ駆動制御装
置の制動に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、補助動力付き車両として、一般的
に運搬車が知られており、操作力と車速とを計測し、操
作力が所定の大きさを超えたとき操作力に応じてモータ
をトルク制御し、車速が０でないとき車速に応じてモー
タを速度制御している。
に運搬車が知られており、操作力と車速とを計測し、操
作力が所定の大きさを超えたとき操作力に応じてモータ
をトルク制御し、車速が０でないとき車速に応じてモー
タを速度制御している。
【０００３】運搬車を停止するときは、操作力が０のと
きは加減速度指示を０にして速度を０に制御する。ま
た、所定の速度で走行しているときに操作力が０になっ
たときはわずかな減速指示を出力するというものであ
る。
きは加減速度指示を０にして速度を０に制御する。ま
た、所定の速度で走行しているときに操作力が０になっ
たときはわずかな減速指示を出力するというものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この補助動力付き運搬
車は、平地を走行するのみでなく坂道を含む傾斜路も走
行するのが一般的で、運搬車の上に搭載するものによっ
ては、停止時の衝撃が許されないものがある（たとえ
ば、病院等で食事を運ぶ配膳車）。
車は、平地を走行するのみでなく坂道を含む傾斜路も走
行するのが一般的で、運搬車の上に搭載するものによっ
ては、停止時の衝撃が許されないものがある（たとえ
ば、病院等で食事を運ぶ配膳車）。
【０００５】上記従来の停止方法では、平地と坂道では
最適な制御ゲインが異なり、平地で最適なゲイン調整を
行っても坂道で制動力が不足したり、坂道で最適なゲイ
ン調整を行っても平地では制動力が強すぎて停止時に衝
撃や揺り戻しが発生したりするため、両方を満足する停
止性能が得られなかった。
最適な制御ゲインが異なり、平地で最適なゲイン調整を
行っても坂道で制動力が不足したり、坂道で最適なゲイ
ン調整を行っても平地では制動力が強すぎて停止時に衝
撃や揺り戻しが発生したりするため、両方を満足する停
止性能が得られなかった。
【０００６】本発明は、坂道でも平地でも十分な制動力
と滑らかな停止性能とを両立させることができる安全性
の高い車両用モータ駆動制御方法を提供することを目的
とする。
と滑らかな停止性能とを両立させることができる安全性
の高い車両用モータ駆動制御方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、路面傾斜判定手段によって平地／坂道を
判定し、平地と判定したときはまず速度指令ゼロの速度
フィードバック制御によって大きな制動力を発生させ、
停止直前にダイナミックブレーキをかけることによって
滑らかな停止を実現するものである。また、坂道と判定
したときは同じく速度指令ゼロの速度フィードバック制
御で大きな制動力を発生させて停止させるものである。
めに本発明は、路面傾斜判定手段によって平地／坂道を
判定し、平地と判定したときはまず速度指令ゼロの速度
フィードバック制御によって大きな制動力を発生させ、
停止直前にダイナミックブレーキをかけることによって
滑らかな停止を実現するものである。また、坂道と判定
したときは同じく速度指令ゼロの速度フィードバック制
御で大きな制動力を発生させて停止させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１記載の発明は、操作者の操作力を検出する操作力検
出手段と、検出した操作力に従ってモータを制御する駆
動手段と、路面状態が平地か坂道かを判定する路面傾斜
判定手段と、操作力を補助するアシスト力を発生するモ
ータとを備え、操作力が所定の時間検出されなくなった
とき、路面傾斜判定手段で路面状態を判定する第一ステ
ップと、第一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜
判定動作を速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作
に切り替える第二ステップと、第二ステップ後、モータ
回転速度が所定の回転速度以下になったときダイナミッ
クブレーキに切り替える第三ステップ、または、モータ
回転速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダ
イナミックブレーキに切り替える第三ステップ、およ
び、第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレ
ーキをかける第四ステップとを備えたもので、アクティ
ブな速度フィードバック制御により大きな制動力を得る
とともにパッシブなダイナミックブレーキにより滑らか
な停止を実現することができ、たとえダイナミックブレ
ーキで停止しなくても、第一ステップから所定時間経過
後にメカニカルブレーキで確実に停止させるものであ
る。
項１記載の発明は、操作者の操作力を検出する操作力検
出手段と、検出した操作力に従ってモータを制御する駆
動手段と、路面状態が平地か坂道かを判定する路面傾斜
判定手段と、操作力を補助するアシスト力を発生するモ
ータとを備え、操作力が所定の時間検出されなくなった
とき、路面傾斜判定手段で路面状態を判定する第一ステ
ップと、第一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜
判定動作を速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作
に切り替える第二ステップと、第二ステップ後、モータ
回転速度が所定の回転速度以下になったときダイナミッ
クブレーキに切り替える第三ステップ、または、モータ
回転速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダ
イナミックブレーキに切り替える第三ステップ、およ
び、第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレ
ーキをかける第四ステップとを備えたもので、アクティ
ブな速度フィードバック制御により大きな制動力を得る
とともにパッシブなダイナミックブレーキにより滑らか
な停止を実現することができ、たとえダイナミックブレ
ーキで停止しなくても、第一ステップから所定時間経過
後にメカニカルブレーキで確実に停止させるものであ
る。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、操作者の操
作力を検出する操作力検出手段と、検出した操作力に従
ってモータを制御する駆動手段と、路面状態が平地か坂
道かを判定する路面傾斜判定手段と、操作力を補助する
アシスト力を発生するモータと、操作者を検出する操作
者検出手段とを備え、操作者を検知しなくなったとき、
路面傾斜判定手段で路面状態を判定する第一ステップ
と、第一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜判定
動作を速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作に切
り替える第二ステップと、第二ステップ後、モータ回転
速度が所定の回転速度以下になったときダイナミックブ
レーキに切り替える第三ステップ、または、モータ回転
速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダイナ
ミックブレーキに切り替える第三ステップ、および、第
一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレーキを
かける第四ステップとを備えたもので、何らかの事情で
操作者が操作者検出手段から手を離しても、アクティブ
な速度フィードバック制御により大きな制動力を得ると
ともにパッシブなダイナミックブレーキにより滑らかな
停止を実現でき、たとえダイナミックブレーキで停止し
なくても、第一ステップから所定時間経過後にメカニカ
ルブレーキで確実に停止させるものである。
作力を検出する操作力検出手段と、検出した操作力に従
ってモータを制御する駆動手段と、路面状態が平地か坂
道かを判定する路面傾斜判定手段と、操作力を補助する
アシスト力を発生するモータと、操作者を検出する操作
者検出手段とを備え、操作者を検知しなくなったとき、
路面傾斜判定手段で路面状態を判定する第一ステップ
と、第一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜判定
動作を速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作に切
り替える第二ステップと、第二ステップ後、モータ回転
速度が所定の回転速度以下になったときダイナミックブ
レーキに切り替える第三ステップ、または、モータ回転
速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダイナ
ミックブレーキに切り替える第三ステップ、および、第
一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレーキを
かける第四ステップとを備えたもので、何らかの事情で
操作者が操作者検出手段から手を離しても、アクティブ
な速度フィードバック制御により大きな制動力を得ると
ともにパッシブなダイナミックブレーキにより滑らかな
停止を実現でき、たとえダイナミックブレーキで停止し
なくても、第一ステップから所定時間経過後にメカニカ
ルブレーキで確実に停止させるものである。
【００１０】また、請求項３記載の発明は、第一ステッ
プで平地と判定されても、第二ステップ後に一定時間間
隔で路面傾斜判定動作を継続し、坂道条件が満たされれ
ば、改めて坂道と判定する再判定ステップを備えたもの
で、運搬車が平地から坂道に変化する場所で停止させる
とき、誤って平地と判断してしまうことを防止する。
プで平地と判定されても、第二ステップ後に一定時間間
隔で路面傾斜判定動作を継続し、坂道条件が満たされれ
ば、改めて坂道と判定する再判定ステップを備えたもの
で、運搬車が平地から坂道に変化する場所で停止させる
とき、誤って平地と判断してしまうことを防止する。
【００１１】また、請求項４記載の発明は、第一ステッ
プで坂道と判定したとき、路面傾斜判定動作を速度指令
ゼロの速度フィードバック制御動作に切り替える第二ス
テップ、および、第一ステップから所定時間経過後にメ
カニカルブレーキをかける第四ステップを備えたもの
で、ダイナミックブレーキを作動させず、第一ステップ
から所定時間経過後にメカニカルブレーキで速やかに停
止させるものである。
プで坂道と判定したとき、路面傾斜判定動作を速度指令
ゼロの速度フィードバック制御動作に切り替える第二ス
テップ、および、第一ステップから所定時間経過後にメ
カニカルブレーキをかける第四ステップを備えたもの
で、ダイナミックブレーキを作動させず、第一ステップ
から所定時間経過後にメカニカルブレーキで速やかに停
止させるものである。
【００１２】また、請求項５記載の発明は、路面傾斜判
定手段が判定動作中に、速度極性が逆転した場合は坂道
と判定するもので、登坂路での停止を速やかに行うこと
ができる。
定手段が判定動作中に、速度極性が逆転した場合は坂道
と判定するもので、登坂路での停止を速やかに行うこと
ができる。
【００１３】また、請求項６記載の発明は、路面傾斜判
定手段が判定動作中に、左右の駆動輪の速度差が一定以
上になった場合は坂道と判定するもので、平地または坂
道で運搬車が旋回中に周囲の歩行者などにぶつかること
なく安全に早く停止させることができる。
定手段が判定動作中に、左右の駆動輪の速度差が一定以
上になった場合は坂道と判定するもので、平地または坂
道で運搬車が旋回中に周囲の歩行者などにぶつかること
なく安全に早く停止させることができる。
【００１４】さらに、請求項７記載の発明は、車両が配
膳車である場合、重量物でありながら安全で滑らかな制
動と確実な停止動作が可能である。また、停止時に衝撃
がないので、食器同士が接触したり内容物をこぼすこと
もない。
膳車である場合、重量物でありながら安全で滑らかな制
動と確実な停止動作が可能である。また、停止時に衝撃
がないので、食器同士が接触したり内容物をこぼすこと
もない。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例について以下、図を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１６】図１において、操作力が所定の時間検出さ
れなくなったとき、または、操作者を検知しなくなった
とき、路面傾斜判定手段で路面状態を判定する（第一ス
テップ）。第一ステップで平地と判定したとき、路面傾
斜判定動作から速度指令ゼロの速度フィードバック制御
動作に切り替える（第二ステップ）。そして第二ステッ
プ後、モータ回転速度が所定の回転速度以下になったと
きダイナミックブレーキに切り替える。または、モータ
回転速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダ
イナミックブレーキに切り替える（第三ステップ）。さ
らに第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレ
ーキをかける（第四ステップ）。
れなくなったとき、または、操作者を検知しなくなった
とき、路面傾斜判定手段で路面状態を判定する（第一ス
テップ）。第一ステップで平地と判定したとき、路面傾
斜判定動作から速度指令ゼロの速度フィードバック制御
動作に切り替える（第二ステップ）。そして第二ステッ
プ後、モータ回転速度が所定の回転速度以下になったと
きダイナミックブレーキに切り替える。または、モータ
回転速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダ
イナミックブレーキに切り替える（第三ステップ）。さ
らに第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレ
ーキをかける（第四ステップ）。
【００１７】同様に、第一ステップで坂道と判定したと
き、路面傾斜判定動作から速度指令ゼロの速度フィード
バック制御動作に切り替える（第二ステップ）。さら
に、第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレ
ーキをかける（第四ステップ）。
き、路面傾斜判定動作から速度指令ゼロの速度フィード
バック制御動作に切り替える（第二ステップ）。さら
に、第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレ
ーキをかける（第四ステップ）。
【００１８】なお、第一ステップで平地と判定されて
も、第二ステップ後に一定時間間隔で路面傾斜判定動作
を継続し、坂道条件が満たされれば、改めて坂道と判定
する（再判定ステップ）。
も、第二ステップ後に一定時間間隔で路面傾斜判定動作
を継続し、坂道条件が満たされれば、改めて坂道と判定
する（再判定ステップ）。
【００１９】このように、路面状態を判定する第一ステ
ップで平地／坂道を判定し、第二ステップで速度指令ゼ
ロの速度フィードバック制御動作に切り替える。以降は
第一ステップの判定結果に応じてダイナミックブレーキ
およびまたは、メカニカルブレーキを作動させて安全を
確保しながら停止させることができる。
ップで平地／坂道を判定し、第二ステップで速度指令ゼ
ロの速度フィードバック制御動作に切り替える。以降は
第一ステップの判定結果に応じてダイナミックブレーキ
およびまたは、メカニカルブレーキを作動させて安全を
確保しながら停止させることができる。
【００２０】図２は本発明の制御ブロック図を示したも
ので、１は運搬車を引くためのセンシングハンドル、２
は操作者検出手段であるハンドルセンサで、操作者がハ
ンドルを握ったかどうかを検出する。３は操作力検出手
段である力センサで、センシングハンドル１の左右に取
り付けられている。４は力センサ３のＩ／Ｆである。５
は路面傾斜判定手段を含み運搬車のシステムを制御する
マイコン、６はマイコン５からのＰＷＭ信号を受け、そ
れをパワー部のスイッチング素子をＰＷＭ制御するドラ
イブ信号に変換するロジック部で、マイコン５からダイ
ナミックブレーキ信号が出力されたときはダイナミック
ブレーキのＰＷＭ制御を行うように内部ロジックを切り
替える。
ので、１は運搬車を引くためのセンシングハンドル、２
は操作者検出手段であるハンドルセンサで、操作者がハ
ンドルを握ったかどうかを検出する。３は操作力検出手
段である力センサで、センシングハンドル１の左右に取
り付けられている。４は力センサ３のＩ／Ｆである。５
は路面傾斜判定手段を含み運搬車のシステムを制御する
マイコン、６はマイコン５からのＰＷＭ信号を受け、そ
れをパワー部のスイッチング素子をＰＷＭ制御するドラ
イブ信号に変換するロジック部で、マイコン５からダイ
ナミックブレーキ信号が出力されたときはダイナミック
ブレーキのＰＷＭ制御を行うように内部ロジックを切り
替える。
【００２１】７はモータを駆動するためのパワー部で、
スイッチング素子、モータ電流検出器、メカニカルブレ
ーキ駆動素子などを含んでいる。８はエンコーダのＩ／
Ｆ、９はモータ軸に直結されたメカニカルブレーキ（電
磁ブレーキまたは電磁クラッチ）、１０は駆動源のモー
タ、１１は主としてモータ１０の位置や回転数を測定す
るエンコーダ、１２は減速機、１３は運搬車のタイヤで
ある。
スイッチング素子、モータ電流検出器、メカニカルブレ
ーキ駆動素子などを含んでいる。８はエンコーダのＩ／
Ｆ、９はモータ軸に直結されたメカニカルブレーキ（電
磁ブレーキまたは電磁クラッチ）、１０は駆動源のモー
タ、１１は主としてモータ１０の位置や回転数を測定す
るエンコーダ、１２は減速機、１３は運搬車のタイヤで
ある。
【００２２】本発明は、主として操作者の操作力をアシ
ストするために運搬車に装備され、例えば、図３に示す
ような病院等で使用される食事を運搬する配膳車などが
好例で、２１はセンシングハンドル、２２はハンドルセ
ンサ、２３はタイヤ、２４はキャスタである。
ストするために運搬車に装備され、例えば、図３に示す
ような病院等で使用される食事を運搬する配膳車などが
好例で、２１はセンシングハンドル、２２はハンドルセ
ンサ、２３はタイヤ、２４はキャスタである。
【００２３】配膳車は食事などを保温状態で運搬しなけ
ればならないため、保温や冷凍のためのコンプレッサを
搭載しており、軽いものでも３００ｋｇ以上の重量とな
っており、平地では何とか動かせても、坂道になると操
作力アシストなしでの移動は困難で危険である。
ればならないため、保温や冷凍のためのコンプレッサを
搭載しており、軽いものでも３００ｋｇ以上の重量とな
っており、平地では何とか動かせても、坂道になると操
作力アシストなしでの移動は困難で危険である。
【００２４】ここで、制御の概要を説明する。操作者は
センシングハンドル１の中央を握り、運搬車を前後左右
に操作する。センシングハンドル１は、その左右の固定
部それぞれに操作力を検出する操作力検出手段である力
センサ３を具備しており、両センサの検出値をマイコン
５に読み込んで、操作力の大きさと方向を推定してい
る。
センシングハンドル１の中央を握り、運搬車を前後左右
に操作する。センシングハンドル１は、その左右の固定
部それぞれに操作力を検出する操作力検出手段である力
センサ３を具備しており、両センサの検出値をマイコン
５に読み込んで、操作力の大きさと方向を推定してい
る。
【００２５】また、ハンドルセンサ２は、操作者がセン
シングハンドル１を急に離して操作を放棄したとき、駆
動制御装置は力センサ３の検出値が０になるのを待つま
でもなく、操作力アシストを即時に停止しなければなら
ないので、センシングハンドル１に装着してある。
シングハンドル１を急に離して操作を放棄したとき、駆
動制御装置は力センサ３の検出値が０になるのを待つま
でもなく、操作力アシストを即時に停止しなければなら
ないので、センシングハンドル１に装着してある。
【００２６】また、操作者がセンシングハンドル１のど
の部分を持っているかは、操作力の推定には重要であ
る。本実施例ではセンシングハンドル１の中央にハンド
ルセンサ２を装着し、操作者が中央を握ったときのみア
シストすることにして、推定演算を簡単にしている。
の部分を持っているかは、操作力の推定には重要であ
る。本実施例ではセンシングハンドル１の中央にハンド
ルセンサ２を装着し、操作者が中央を握ったときのみア
シストすることにして、推定演算を簡単にしている。
【００２７】次に、操作力の大きさと方向を推定した
後、それをもとに左右のモータ１０が発生すべきアシス
ト力を演算し、モータ１０に流す電流指令値を決定し、
マイコン５はそれに基づいたＰＷＭ信号を出力する。そ
のＰＷＭ信号をロジック部６で受け、その内部ロジック
により、パワー部７のスイッチング素子を駆動するゲー
ト信号を出力する。
後、それをもとに左右のモータ１０が発生すべきアシス
ト力を演算し、モータ１０に流す電流指令値を決定し、
マイコン５はそれに基づいたＰＷＭ信号を出力する。そ
のＰＷＭ信号をロジック部６で受け、その内部ロジック
により、パワー部７のスイッチング素子を駆動するゲー
ト信号を出力する。
【００２８】パワー部７は電流指令値に応じてモータ１
０を駆動する。このときのモータ電流はパワー部７に内
蔵される電流センサで検出されマイコン５にフィードバ
ックされ、電流指令値通りに流れるようにＰＷＭ信号が
制御される。
０を駆動する。このときのモータ電流はパワー部７に内
蔵される電流センサで検出されマイコン５にフィードバ
ックされ、電流指令値通りに流れるようにＰＷＭ信号が
制御される。
【００２９】また、モータ１０の回転速度はモータ軸に
直結されたエンコーダ１１により検出され、これもマイ
コン５にフィードバックされ、速度制御時には速度指令
通りになるようＰＷＭ信号が制御される。
直結されたエンコーダ１１により検出され、これもマイ
コン５にフィードバックされ、速度制御時には速度指令
通りになるようＰＷＭ信号が制御される。
【００３０】配膳車では、アシスト力が滑らかに発生
し、操作者が違和感なく操作できる操作性もさることな
がら、食事を運搬する関係上、衝撃のない停止性能が必
要となり、この停止性能をどのように実現しているか、
図４、図５を用いて説明する。
し、操作者が違和感なく操作できる操作性もさることな
がら、食事を運搬する関係上、衝撃のない停止性能が必
要となり、この停止性能をどのように実現しているか、
図４、図５を用いて説明する。
【００３１】図４は運搬車がいろいろな状況で停止する
ときの車速の時間変化を、模式的に描いたもので、ここ
でいう車速とは、左右のタイヤ速度の平均値である。
ときの車速の時間変化を、模式的に描いたもので、ここ
でいう車速とは、左右のタイヤ速度の平均値である。
【００３２】図４（１）は平地走行で車速が比較的小さ
いときで、図中ａの範囲はアシスト走行中を示してお
り、力センサ３が一定時間操作力ゼロを検出したか、ハ
ンドルセンサ２が操作者なしを検出したときを時刻ｔ０
とする。
いときで、図中ａの範囲はアシスト走行中を示してお
り、力センサ３が一定時間操作力ゼロを検出したか、ハ
ンドルセンサ２が操作者なしを検出したときを時刻ｔ０
とする。
【００３３】平地を走行しているときと坂道を走行して
いるときでは必要とされる制動力が違うので、まず平地
／坂道の判定を行う。これが図中ｂに示す範囲で、路面
傾斜判定手段による判定動作期間であり、路面が平地か
坂道かを判定する。
いるときでは必要とされる制動力が違うので、まず平地
／坂道の判定を行う。これが図中ｂに示す範囲で、路面
傾斜判定手段による判定動作期間であり、路面が平地か
坂道かを判定する。
【００３４】ここでは、走行中にダイナミックブレーキ
をかけ、その前後の速度変化から平地／坂道を判定する
方法で以下説明するが、傾斜センサのような部品を組み
込んで検出してもよく、傾斜計のような計測器を搭載し
てもよい。
をかけ、その前後の速度変化から平地／坂道を判定する
方法で以下説明するが、傾斜センサのような部品を組み
込んで検出してもよく、傾斜計のような計測器を搭載し
てもよい。
【００３５】図中ｂの範囲で示すように、まずモータ端
子間を一定時間Ｔ１（＝ｔ１−ｔ０）短絡させてダイナ
ミックブレーキとし作用させ、ｔ０とｔ１での車速を比
較する。
子間を一定時間Ｔ１（＝ｔ１−ｔ０）短絡させてダイナ
ミックブレーキとし作用させ、ｔ０とｔ１での車速を比
較する。
【００３６】ｔ０における車速をＶ０１とし、ｔ１にお
ける車速をＶ１１とすると、Ｖ１１≦Ｖ０１のときは平
地、Ｖ１１＞Ｖ０１のときは坂道と判定する。
ける車速をＶ１１とすると、Ｖ１１≦Ｖ０１のときは平
地、Ｖ１１＞Ｖ０１のときは坂道と判定する。
【００３７】ここで、図４（１）ではＶ１１≦Ｖ０１な
ので平地と判定する。平地と判定したら、図中ｃの範囲
で示すように制御を速度指令ゼロの速度フィードバック
制御に切り替える。速度指令は当初からゼロとしてもよ
いし、徐々にゼロに近づけていってもよい。
ので平地と判定する。平地と判定したら、図中ｃの範囲
で示すように制御を速度指令ゼロの速度フィードバック
制御に切り替える。速度指令は当初からゼロとしてもよ
いし、徐々にゼロに近づけていってもよい。
【００３８】すると現在の車速Ｖ１１をゼロにしようと
する制動力が働いて急激にブレーキングされる。このと
きの速度フィードバック制御における制御パラメータは
坂道での制動に調整しているので平地では制動力が強す
ぎ、このまま停止に移行すると速度制御がオーバーシュ
ートして停止時に振動が残る。そこで平地の場合は車速
がＶｓまで十分低下したとき、図中ｄの範囲で示すよう
に制御を再びダイナミックブレーキに戻して滑らかに停
止させる。
する制動力が働いて急激にブレーキングされる。このと
きの速度フィードバック制御における制御パラメータは
坂道での制動に調整しているので平地では制動力が強す
ぎ、このまま停止に移行すると速度制御がオーバーシュ
ートして停止時に振動が残る。そこで平地の場合は車速
がＶｓまで十分低下したとき、図中ｄの範囲で示すよう
に制御を再びダイナミックブレーキに戻して滑らかに停
止させる。
【００３９】図４（２）の場合は、平地走行でも車速が
速い場合で、同じ平地と判定されても、初速が速いので
なかなかＶｓ（所定の回転速度）にまで低下しないが、
操作者がセンシングハンドル１から手が離れてから停止
するまでの安全停止距離は決められるので、この場合は
Ｖｓに達していなくても一定時間Ｔ２（＝ｔ２−ｔ０）
経過後、ダイナミックブレーキを作動させる。
速い場合で、同じ平地と判定されても、初速が速いので
なかなかＶｓ（所定の回転速度）にまで低下しないが、
操作者がセンシングハンドル１から手が離れてから停止
するまでの安全停止距離は決められるので、この場合は
Ｖｓに達していなくても一定時間Ｔ２（＝ｔ２−ｔ０）
経過後、ダイナミックブレーキを作動させる。
【００４０】図４（３）および（４）は、坂道を下る場
合（降坂路）で、センシングハンドル１から手が離れて
も、運搬車の自重で加速されるのでＶ１１＞Ｖ０１とな
り、坂道と判定する。
合（降坂路）で、センシングハンドル１から手が離れて
も、運搬車の自重で加速されるのでＶ１１＞Ｖ０１とな
り、坂道と判定する。
【００４１】坂道と判定されると、図中ｃの範囲で示す
ように制御を速度指令ゼロの速度フィードバック制御に
切り替えて、さらに一定時間Ｔ３（＝ｔ３−ｔ０）経過
後、図中ｅの範囲で示すようにメカニカルブレーキをか
けて停止させる。
ように制御を速度指令ゼロの速度フィードバック制御に
切り替えて、さらに一定時間Ｔ３（＝ｔ３−ｔ０）経過
後、図中ｅの範囲で示すようにメカニカルブレーキをか
けて停止させる。
【００４２】このときの速度フィードバック制御におけ
る制御パラメータは坂道でｔ３以前に停止するよう調整
するので、図４（３）に示すように走行速度が小さい場
合は坂道上で完全停止してからメカニカルブレーキがか
かる。
る制御パラメータは坂道でｔ３以前に停止するよう調整
するので、図４（３）に示すように走行速度が小さい場
合は坂道上で完全停止してからメカニカルブレーキがか
かる。
【００４３】しかしながら、坂道では運搬車の落下は危
険なので、図４（４）に示すように走行速度が大きい場
合は速度フィードバック制御による減速中でも、一定時
間Ｔ４（＝ｔ４−ｔ０）経過するとメカニカルブレーキ
をかけて強制停止させてしまう。これは滑らかな停止性
能よりも緊急停止を優先するためである。
険なので、図４（４）に示すように走行速度が大きい場
合は速度フィードバック制御による減速中でも、一定時
間Ｔ４（＝ｔ４−ｔ０）経過するとメカニカルブレーキ
をかけて強制停止させてしまう。これは滑らかな停止性
能よりも緊急停止を優先するためである。
【００４４】メカニカルブレーキの作動時間は平地と坂
道とで異なってもよく、安全性を考えるとむしろＴ４は
Ｔ３より短くした方がよい。
道とで異なってもよく、安全性を考えるとむしろＴ４は
Ｔ３より短くした方がよい。
【００４５】図４（５）の場合は、登坂路で車速が比較
的小さい場合で、何らかの事情で上りの途中にセンシン
グハンドル１から手を離すと、車速は徐々に低下し、つ
いには車速ゼロとなって今度は反対方向に加速していく
ことになる。
的小さい場合で、何らかの事情で上りの途中にセンシン
グハンドル１から手を離すと、車速は徐々に低下し、つ
いには車速ゼロとなって今度は反対方向に加速していく
ことになる。
【００４６】このように走行速度が小さい場合に、速度
の極性反転が平地／坂道の判定動作中に起こったとき
は、判定動作の終わりを待つまでもなく、直ちに坂道と
判定して速度フィードバック制御に切り替える。
の極性反転が平地／坂道の判定動作中に起こったとき
は、判定動作の終わりを待つまでもなく、直ちに坂道と
判定して速度フィードバック制御に切り替える。
【００４７】図４（６）の場合は、登坂路で車速が大き
い場合である。このときは速度の極性が反転するまでに
Ｔ１が終わってしまうので、坂道であるにもかかわらず
平地と判定されるが、次の路面傾斜判定で坂道と判定さ
れるので危険はない。
い場合である。このときは速度の極性が反転するまでに
Ｔ１が終わってしまうので、坂道であるにもかかわらず
平地と判定されるが、次の路面傾斜判定で坂道と判定さ
れるので危険はない。
【００４８】図５は運搬車を旋回させながら手を離して
しまった場合で、図５（１）は回転中心が車軸の外にあ
る場合、図５（２）は回転中心が車軸中央にある場合を
示しており、平地／坂道の判定を利用して停止させる。
しまった場合で、図５（１）は回転中心が車軸の外にあ
る場合、図５（２）は回転中心が車軸中央にある場合を
示しており、平地／坂道の判定を利用して停止させる。
【００４９】運搬車を旋回させているとき最外周の速度
が速くて危険であリ、坂道と判定して強い制動力を発生
させる必要がある。しかしながら、平地／坂道の判定は
左車輪速と右車輪速の平均である車速値を判定基準とし
ているため、車速としては遅い値が検出されてしまい、
結果として平地と判定されて制動力が弱くなる。これを
防ぐために、左右輪の速度差が所定値ΔＶを超えたと
き、坂道と判定して速度指令ゼロの速度フィードバック
制御に切り替える。
が速くて危険であリ、坂道と判定して強い制動力を発生
させる必要がある。しかしながら、平地／坂道の判定は
左車輪速と右車輪速の平均である車速値を判定基準とし
ているため、車速としては遅い値が検出されてしまい、
結果として平地と判定されて制動力が弱くなる。これを
防ぐために、左右輪の速度差が所定値ΔＶを超えたと
き、坂道と判定して速度指令ゼロの速度フィードバック
制御に切り替える。
【００５０】
【発明の効果】上記の実施例から明らかなように請求項
１または請求項２記載の発明によれば、第一ステップで
平地と判断したとき、運搬車を衝撃なく滑らかに停止さ
せることができる。
１または請求項２記載の発明によれば、第一ステップで
平地と判断したとき、運搬車を衝撃なく滑らかに停止さ
せることができる。
【００５１】また、請求項３記載の発明によれば、路面
の傾斜が変化する場所でも、誤判定なく平地と坂道を判
定でき、運搬車を安全に停止させることができる。
の傾斜が変化する場所でも、誤判定なく平地と坂道を判
定でき、運搬車を安全に停止させることができる。
【００５２】また、請求項４または請求項５記載の発明
によれば、第一ステップで坂道と判断したとき、運搬車
を衝撃なく速やかに停止させることができる。
によれば、第一ステップで坂道と判断したとき、運搬車
を衝撃なく速やかに停止させることができる。
【００５３】また、請求項６記載の発明によれば、運搬
車が旋回時に手が離れても、強い制動力で停止させて安
全を確保する。
車が旋回時に手が離れても、強い制動力で停止させて安
全を確保する。
【００５４】さらに、請求項７記載の発明によれば、重
量物である配膳車を安全で滑らかな制動から確実に停止
できる。また、停止時に衝撃がないので、食器同士が接
触したり内容物をこぼすこともない。
量物である配膳車を安全で滑らかな制動から確実に停止
できる。また、停止時に衝撃がないので、食器同士が接
触したり内容物をこぼすこともない。
【図１】本発明の駆動制御方法を説明するフローチャー
ト
ト
【図２】本発明の一実施例における制御ブロック図
【図３】（ａ）本発明を応用した一例の配膳車の上面図 （ｂ）同配膳車の側面図
【図４】本発明の一実施例における停止制御の説明図 （１）平地・車速小の説明図 （２）平地・車速大の説明図 （３）坂道・車速小の説明図 （４）坂道・車速大の説明図 （５）登坂路・車速小の説明図 （６）登坂路・車速大の説明図
【図５】本発明の一実施例における停止制御の説明図
（旋回時） （１）回転中心が車軸の外の説明図 （２）回転中心が車軸中央の説明図
（旋回時） （１）回転中心が車軸の外の説明図 （２）回転中心が車軸中央の説明図
２ 操作者検出手段（ハンドルセンサ） ３ 操作力検出手段（力センサ） ５ 路面傾斜判定手段（マイコン） ７ 駆動手段（パワー部） ９ メカニカルブレーキ １０ モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 康司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D046 AA06 AA09 BB26 CC06 GG01 HH02 HH22 HH49 KK11 5H115 PA01 PG10 PI13 PU01 PV03 PV22 QE04 QE05 QE06 QI03 QI07 QI14 QI18 QN06 RB22 SE03 SE09 SE10 SF02 TB03 TO23 5H530 AA01 BB24 CC08 CC10 CC11 CC24 CE02 CE12 CE26
Claims (7)
- 【請求項１】 操作者の操作力を検出する操作力検出手
段と、検出した操作力に従ってモータを制御する駆動手
段と、路面状態が平地か坂道かを判定する路面傾斜判定
手段と、操作力を補助するアシスト力を発生するモータ
とを備え、操作力が所定の時間検出されなくなったと
き、路面傾斜判定手段で路面状態を判定する第一ステッ
プと、第一ステップで平地と判定したとき、路面傾斜判
定動作を速度指令ゼロの速度フィードバック制御動作に
切り替える第二ステップと、第二ステップ後、モータ回
転速度が所定の回転速度以下になったときダイナミック
ブレーキに切り替える第三ステップ、または、モータ回
転速度が所定の回転速度以上でも一定時間経過後にダイ
ナミックブレーキに切り替える第三ステップ、および、
第一ステップから所定時間経過後にメカニカルブレーキ
をかける第四ステップとを備えた車両用モータ駆動制御
方法。 - 【請求項２】 操作者の操作力を検出する操作力検出手
段と、検出した操作力に従ってモータを制御する駆動手
段と、路面状態が平地か坂道かを判定する路面傾斜判定
手段と、操作力を補助するアシスト力を発生するモータ
と、操作者を検出する操作者検出手段とを備え、操作者
を検知しなくなったとき、路面傾斜判定手段で路面状態
を判定する第一ステップと、第一ステップで平地と判定
したとき、路面傾斜判定動作を速度指令ゼロの速度フィ
ードバック制御動作に切り替える第二ステップと、第二
ステップ後、モータ回転速度が所定の回転速度以下にな
ったときダイナミックブレーキに切り替える第三ステッ
プ、または、モータ回転速度が所定の回転速度以上でも
一定時間経過後にダイナミックブレーキに切り替える第
三ステップ、および、第一ステップから所定時間経過後
にメカニカルブレーキをかける第四ステップとを備えた
車両用モータ駆動制御方法。 - 【請求項３】 第一ステップで平地と判定されても、第
二ステップ後に一定時間間隔で路面傾斜判定動作を継続
し、坂道条件が満たされれば、改めて坂道と判定する再
判定ステップを備えた請求項１または請求項２記載の車
両用モータ駆動制御装置。 - 【請求項４】 第一ステップで坂道と判定したとき、路
面傾斜判定動作を速度指令ゼロの速度フィードバック制
御動作に切り替える第二ステップ、および、第一ステッ
プから所定時間経過後にメカニカルブレーキをかける第
四ステップとを備えた請求項１または請求項２記載の車
両用モータ駆動制御方法。 - 【請求項５】 路面傾斜判定手段が判定動作中に、速度
極性が逆転した場合は坂道と判定する請求項４記載の車
両用モータ駆動制御方法。 - 【請求項６】 路面傾斜判定手段が判定動作中に、左右
の駆動輪の速度差が一定以上になった場合は坂道と判定
する請求項４記載の車両用モータ駆動制御方法。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか１項記
載の車両用モータ駆動制御方法を用いた配膳車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066353A JP2002271916A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 車両用モータ駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066353A JP2002271916A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 車両用モータ駆動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002271916A true JP2002271916A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=18924853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001066353A Pending JP2002271916A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 車両用モータ駆動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002271916A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005168152A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Meidensha Corp | 電動車輛の速度制御装置 |
| JP2011067017A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Denso Wave Inc | ロボット制御装置および制御方法 |
| JP2012115048A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Nippon Yusoki Co Ltd | 電動車の走行制御装置、および電動車 |
| JP2013198213A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 制動制御装置 |
| CN103492290A (zh) * | 2011-04-20 | 2014-01-01 | 村田机械株式会社 | 行驶车 |
| CN112659916A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种电动汽车停车方法及装置 |
| US12047028B2 (en) | 2020-12-15 | 2024-07-23 | Snap-On Incorporated | Method of braking a power tool |
-
2001
- 2001-03-09 JP JP2001066353A patent/JP2002271916A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005168152A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Meidensha Corp | 電動車輛の速度制御装置 |
| JP2011067017A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Denso Wave Inc | ロボット制御装置および制御方法 |
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| CN103492290A (zh) * | 2011-04-20 | 2014-01-01 | 村田机械株式会社 | 行驶车 |
| JPWO2012144278A1 (ja) * | 2011-04-20 | 2014-07-28 | 村田機械株式会社 | 走行車 |
| US8825331B2 (en) | 2011-04-20 | 2014-09-02 | Murata Machinery, Ltd. | Travelling vehicle |
| JP5768876B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2015-08-26 | 村田機械株式会社 | 走行車 |
| JP2013198213A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 制動制御装置 |
| US12047028B2 (en) | 2020-12-15 | 2024-07-23 | Snap-On Incorporated | Method of braking a power tool |
| CN112659916A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种电动汽车停车方法及装置 |
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