JP3320960B2 - モータの制御装置 - Google Patents

モータの制御装置

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JP3320960B2 JP28282495A JP28282495A JP3320960B2 JP 3320960 B2 JP3320960 B2 JP 3320960B2 JP 28282495 A JP28282495 A JP 28282495A JP 28282495 A JP28282495 A JP 28282495A JP 3320960 B2 JP3320960 B2 JP 3320960B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動車椅子等のモ
ータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電動車椅子等のモータにおい
て、例えば、ジョイスィックの傾倒操作に応じてモータ
の回転速度を制御する制御装置が知られている。この種
の制御装置では、ジョイスティックの傾倒角度に基づい
てデューティを変化させることによりモータ端子への印
加電圧を変化させ、これによってモータの回転速度を変
化させる、いわゆる電圧制御によりモータが制御される
ようになっている。
【０００３】ところで、上記のような電動車椅子の場合
には、方向制御のために左右それぞれの車輪が別々のモ
ータによって駆動される二輪独立駆動であるのが一般的
であり、制御系の配線等も各モータに対応して２系統設
けられている。そのため、一方の配線に断線が生じる
と、片方の車輪のみが停止し、これによって停止した側
の車輪を支点として電動車椅子が旋回動作する等、方向
制御が不能となって使用者が操作に戸惑うといった不都
合が生じる。
【０００４】そのため、制御系の断線を速やかに検知し
て車両を停止させるとともに使用者に異常を速やかに報
知することが要求され、例えば、有効な手段として、モ
ータに駆動電流が流れ得る状態か否かの判断としてデュ
ーティ比がある設定値より大きいか否かを判断するとと
もにこのときの現実のモータの電流値を検出し、デュー
ティが設定値より大きいにも拘らず検出電流値が「０」
である場合には、制御系に断線が生じている、あるいは
異常が生じている虞れがあるとして車両を停止させるよ
うにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータは回
転すると、発電効果によりモータ端子電圧に対して逆方
向の誘起電圧を発生するため、モータを含む回路全体で
は、理論上次式の関係が成立する。
【０００６】
【数１】 ＶＢ×Ｄ−ω′×ｋ０＝Ｒ×Ｉ ＶＢ；電源電圧 Ｄ；デューティ比 ω′；実モータ回転速度 ｋ０；係数 Ｒ；回路抵抗 Ｉ ；電流（モータを流れる電流） ここで、 ＶＢ×Ｄ＝ＶＭ ；モータ端子電圧 ω′×ｋ０＝ＶＭ′；モータ誘起電圧 であり、上記数１の式を変形すると、
【０００７】
【数２】 ＶＭ−ＶＭ′＝Ｒ×Ｉ となる。この式からもわかるように、モータ端子電圧
（ＶＭ）で回転しているモータがある回転速度に達して
モータ誘起電圧（ＶＭ′）がモータ端子電圧と等しくな
ると、これによりモータに電流が流れなくなるといった
現象が生じる。例えば、緩い下り坂でモータトルクを必
要としない路面での走行の場合等にこのような現象が起
きる可能性が高い。この場合には、デューティ比が設定
値以上であるにも拘らず検出電流値が「０」となり、現
実には断線していなくても断線が検知されるような場合
がある。
【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、モータの制御系における断線異常の誤
検知を回避して、車両における誤動作の発生を確実に防
止することができるモータの制御装置を提供することを
目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係るモータの
制御装置は、速度指令手段の操作に応じたオンオフ信号
のデューティ比によりモータへの駆動電流を制御するよ
うにモータ制御回路が構成されたモータの制御装置にお
いて、上記モータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、上記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段
と、上記モータに電流が流れ得る状態か否かを判定する
判定手段と、この判定手段において電流が流れ得る状態
であると判定された場合に、上記電流検出手段による検
出電流値に基づいて上記モータ制御回路の断線を判断す
る断線判断手段とを備え、上記判定手段が、上記デュー
ティ比により定まるモータ端子電圧に応じたモータ特性
における最高回転速度と上記回転速度検出手段による検
出回転速度との差に基づいて、モータに電流が流れ得る
状態にあるか否かを判定するように構成されてなるもの
である。
【００１０】請求項２に係るモータの制御装置は、速度
指令手段の操作に応じたオンオフ信号のデューティ比に
よりモータへの駆動電流を制御するようにモータ制御回
路が構成されたモータの制御装置において、上記モータ
に流れる電流を検出する電流検出手段と、上記モータの
回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記モータに
電流が流れ得る状態か否かを判定する判定手段と、この
判定手段において電流が流れ得る状態であると判定され
た場合に、上記電流検出手段による検出電流値に基づい
て上記モータ制御回路の断線を判断する断線判断手段と
を備え、上記判定手段が、上記デューティ比により定ま
るモータ端子電圧と、上記回転速度検出手段による検出
回転速度と、上記モータ制御回路の回路抵抗とに基づい
てモータに流れる電流値を演算し、この電流値に基づい
て、モータに電流が流れ得る状態にあるか否かを判定す
るように構成されてなるものである。
【００１１】これらの制御装置によれば、モータ端子電
圧とモータ誘起電圧が等しくなり得る運転状態下、つま
りモータに流れる電流が「０」となる可能性がある運転
状態下では断線の判断が行われず、これ以外の運転状態
下、つまり確実にモータに電流が流れているという運転
状態下でのみ検出電流値に基づいて断線の判断がなされ
る。そのため、緩い下り坂等、モータトルクを必要とし
ない路面での走行時等における断線の誤検知を確実に回
避することが可能となり、このような誤検知に起因した
車両の誤動作をより確実に防止することが可能となる。
【００１２】請求項３に係るモータの制御装置は、請求
項１又は２に記載のモータの制御装置において、断線で
あると判断し得る状態が一定時間以上継続する場合又は
上記状態がモータ回転積算値が設定値以上となるまで継
続する場合の少なくとも一方の条件が成立した場合に上
記モータ制御回路に断線が生じていると判断するように
上記断線判断手段が構成されてなるものである。
【００１３】この制御装置によれば、より精度良くモー
タ制御回路における断線検知を行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施形態の説明に
入るまえにモータの特性について説明する。
【００１５】一般的なモータでは、モータの種類が定ま
ればモータ端子電圧（印加する電圧）により回転数とト
ルクの関係が自ずと定まり、ここで、モータに流れるべ
き電流とトルクとの間には比例関係が成立することか
ら、モータの種類が定まればモータ端子電圧により回転
数と電流との関係が自ずと定まることになる。
【００１６】また、モータ端子電圧を一定に保持した場
合、モータの回転数が上昇すると、これに伴い誘起電圧
が上昇するため、モータに流れる電流は回転数の上昇に
伴い低下することになる。
【００１７】従って、この特性をモータ端子電圧がＶ
０、Ｖ０′（Ｖ０′＜Ｖ０）のときについてそれぞれ示
すと図３のようになる。
【００１８】本発明は、このようなモータ特性に着目し
たものであり、以下、その具体的な第１の実施形態につ
いて図面に基づいて説明することにする。
【００１９】図１は、本発明が適用される電動車椅子の
制御系を示すブロック図である。同図に示す電動車椅子
には、車椅子を操作するための操作パネル１と、電源部
３と、左右の車輪を回転させるための駆動系とが設けら
れ、これらがコントロールボード２に電気的に接続され
ている。また、異常時に作動するＬＥＤ等の表示手段１
４及びブザー等の警報手段１５が設けられ、これらが上
記コントロールボード２に続されている。
【００２０】上記操作パネル１には、乗員が操作するた
めのジョイスティック１ａ（速度指令手段）及びメイン
スイッチ１ｂが配設されている。ジョイスティック１ａ
は、電動車椅子の走行を操作するもので、その基部を支
点として傾倒可能となってなっており、乗員の操作に応
じて傾倒方向及び傾倒角度に関する信号を出力するよう
になっている。一方、上記メインスイッチ１ｂは、コン
トロールボード２への電源供給のオンオフを操作するも
ので、上記電源部３とコントロールボード２の間に介設
されている。
【００２１】上記駆動系は、左右の車輪をそれぞれ回転
させるモータ４，５と、これらのモータ４，５に駆動電
流を供給するモータ制御部６，７と、上記モータ４，５
とモータ制御部６，７の間にそれぞれ介設されるリレー
８，９とから構成されており、上記モータ制御部６，７
からの供給電流レベル及びリレー８，９のオンオフが後
記ＣＰＵ２０により制御されるようになっている。
【００２２】また、上記モータ４，５には、パルスエン
コーダや光センサ等からなる速度センサ１２，１３（回
転速度検出手段）がそれぞれ配設されており、モータの
回転速度を検出して、その速度に応じたパルス信号を出
力するようになっている。さらに、上記駆動系にはモー
タ４，５を流れる電流を検出するモータ電流検出部１
０，１１（電流検出手段）が設けられている。このモー
タ電流検出部１０，１１は、例えば、電流検出抵抗両端
の電圧を検出してその電圧レベルの信号を出力するよう
になっている。
【００２３】上記コントロールボード２には、入出力イ
ンターフェース４０〜４７（以下、ＩＦ４０〜４７とい
う）及びＣＰＵ２０が備えられており、上記ジョイステ
ィック１ａ、メインスイッチ１ｂ、モータ制御部６，
７、リレー８，９、速度センサ１２，１３、表示手段１
４及び警報手段１５がＩＦ４０〜４７を介してＣＰＵ２
０に電気的に接続されている。
【００２４】上記ＣＰＵ２０には、ジョイスティック１
ａの操作に応じて上記駆動系を制御するためのジョイス
ティック入力部２１、指令速度計算部２２、ＰＷＭ波形
計算部２３及び実速度計算部２４が備えられている。
【００２５】上記ジョイスティック入力部２１は、ＩＦ
４０を介して上記ジョイスティック１ａから入力される
信号から傾倒角（θ）を算出して指令速度計算部２２に
出力するものであり、指令速度計算部２２では、この傾
倒角（θ）に応じた車輪の回転速度、すなわち指令モー
タ回転速度（ω）を以下の式に基づいて演算してＰＷＭ
波形計算部２３に出力する。
【００２６】
【数３】 ω＝ｋ１×θ ｋ１；係数 なお、指令モータ回転速度（ω）は、実際には左右の車
輪に対応してそれぞれ演算されるが、上記の説明及び以
下の説明においては、説明の便宜上、とくに左右を区別
することなく説明することにする。
【００２７】上記実速度計算部２４は、ＩＦ４５を介し
て上記速度センサ１２，１３から入力されるパルス信号
を用いて左右の駆動輪の実際の回転速度、すなわち実モ
ータ回転速度（ω′）を算出し、これをＰＷＭ波形計算
部２３及び後記異常判断部２５に出力するものである。
【００２８】そして、上記ＰＷＭ波形計算部２３では、
上記指令速度計算部２２で求められた指令モータ回転速
度（ω）と、上記実速度計算部２４で算出された実モー
タ回転速度（ω′）とに基づき、下記数４の式に示す関
数Ｆを用いてデューティ比Ｄを算出する。
【００２９】
【数４】 Ｄ＝Ｆ（ω，Δ（ω−ω′）） そして、ＰＷＭ波形計算部２３では、ＩＦ４２を介して
このデューティ比Ｄに応じたＰＷＭ波形制御信号をモー
タ制御部６，７に出力し、モータ４，５に供給する駆動
電流レベルを制御する。これによってモータ４，５の回
転速度が制御されるようになっている。このように、デ
ューティ比の設定に際して指令速度と実速度の２成分が
考慮されることにより、登坂走行等におけるジョイステ
ィック１ａの傾倒角と実際の車両の走行速度のずれが是
正されるようになっている。
【００３０】上記ＣＰＵ２０には、さらに、車輪の制御
系の断線を検知するための判別手段及び断線判断手段と
しての異常判断部２５、電流計算部２６、タイマ２７及
びカウンタ２８等が備えられるとともに、上記異常判断
部２５において断線が検知された場合に、上記ＩＦ４
６，４７を介して上記表示手段１４及び警報手段１５を
作動させる表示手段駆動部２９及び警報手段駆動部３０
が備えられている。
【００３１】上記異常判断部２５は、上記ＰＷＭ波形計
算部２３において算出されたデューティ比Ｄと電源部３
の電圧ＶＢとから、上記従来例の数１の式に基づいてモ
ータ端子電圧ＶＭを算出するとともに、予め記憶された
モータ４，５の特性データとこのモータ端子電圧ＶＭと
に基づいてモータ４，５に電流が流れ得る状態にあるか
否かを判定する。
【００３２】すなわち、異常判断部２５には、冒頭で説
明したようなモータ特性に関するデータが記憶されてお
り、算出されたモータ端子電圧ＶＭに対応するモータ
４，５のモータ特性に基づきモータ４，５に流れる電流
が「０」になるときの回転速度、すなわちモータ端子電
圧ＶＭでの最高モータ回転速度（ωａ）を求める。そし
て、このモータ回転速度（ωａ）と、上記実速度計算部
２４から入力される実モータ回転速度（ω′）との差を
求め、この差が所定値（α）以上である場合には、モー
タ４，５に電流が流れ得る状態にあると判定するように
なっている。
【００３３】異常判断部２５において電流が流れ得る状
態にあると判定した場合には、さらに、モータ電流検出
部１０，１１により検出される実モータ電流値（Ｉ）と
所定値（ｉ）とが比較される。この際、上記モータ電流
検出部１０，１１からＩＦ４４を介して入力される電圧
レベルの信号が上記電流計算部２６において変換される
ことにより上記実モータ電流値（Ｉ）が異常判断部２５
に入力されるようになっている。
【００３４】そして、実モータ電流値（Ｉ）が上記所定
値（ｉ）以下である場合には、この状態が一定時間継続
するか否かをタイマ２７及びカウンタ２８により計時
し、一定時間継続した場合には車輪の制御系に断線が生
じていると判断するようになっている。そして、断線が
生じていると判断した場合には、上記ＰＷＭ波形計算部
２３に指令モータ回転速度（ω）を「０」にセットする
ための信号を出力するとともに、上記リレー８，９をオ
フするための信号をＩＦ４３を介して出力し、さらに上
記表示手段１４及び警報手段１５を作動させるべく表示
手段駆動部２９及び警報手段駆動部３０に駆動信号を出
力するようになっている。
【００３５】次に、以上のように構成された上記制御系
による車椅子の制御を図２のフローチャートを用いて説
明する。
【００３６】このフローチャートの処理がスタートする
と、先ず、ジョイスティック１ａの傾倒角（θ）が検出
され、この傾倒角（θ）に基づいて指令モータ回転速度
（ω）が算出され、さらに、実モータ回転速度（ω′）
及び実モータ電流（Ｉ）がそれぞれ検出される（ステッ
プＳ１〜４）。
【００３７】次いで、ステップＳ２で算出された指令モ
ータ回転速度（ω）とステップＳ３で検出された実モー
タ回転速度（ω′）とからデューティ比Ｄが算出され、
さらにこのデューティ比Ｄと電源電圧ＶＢとからモータ
端子電圧ＶＭが算出される（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００３８】そして、ステップＳ６で算出されたモータ
端子電圧ＶＭに対応するモータ特性に基づきモータ４，
５に流れる電流が「０」になるときのモータ回転速度
（ωａ）が求められ、このモータ回転速度（ωａ）と実
モータ回転速度（ω′）との差が所定値（α）以上か否
かが判断される（ステップＳ７，Ｓ８）。
【００３９】ここで、所定値（α）以上の場合には、ス
テップＳ４で検出される実モータ電流（Ｉ）が所定値
（ｉ）以下か否かが判断され、所定値（ｉ）以下である
場合には、この状態が一定時間継続するか否かの計時が
開始され、一定時間継続した場合には、車輪の制御系に
断線が生じていると判断される（ステップＳ９〜１
１）。
【００４０】こうして制御系に断線が生じていると判断
されると、次に、モータ４，５を停止させるべく指令モ
ータ回転速度（ω）を「０」にセットするための信号が
出力されるとともにリレー８，９をオフに切換えるため
の信号が出力され、さらに、乗員に車椅子の異常を報知
すべく表示手段１４及び警報手段１５を作動させるため
の信号が出力される（ステップＳ１２，１３）。
【００４１】そして、ステップＳ１４においてシステム
終了の有無が判断され、車両が継続して運転される場合
にはステップＳ１にリターンされ、運転が中止される、
つまりメインスイッチ１ｂがオフに切換られると本フロ
ーチャートが終了する。
【００４２】一方、ステップＳ８でモータ回転速度（ω
ａ）と実モータ回転速度（ω′）との差が所定値（α）
よりも小さい場合には、断線の判断を行うことなくステ
ップＳ１５に移行されて通常制御が行われた後、ステッ
プＳ１４に移行される。
【００４３】すなわち、モータ回転速度（ωａ）と実モ
ータ回転速度（ω′）との差が所定値（α）よりも小さ
い場合は、モータ４，５に確実に電流が流れ得るような
モータ４，５の駆動状態にない、換言すればモータ電流
が「０」になり得るモータ４，５の駆動状態にあり、従
って、断線判別（ステップＳ９）が行われるとモータ
４，５が適切に駆動しているにも拘らず、断線と誤判断
される可能性が高い。そのため、上記のようにモータ回
転速度（ωａ）と実モータ回転速度（ω′）との差が所
定値（α）よりも小さい場合は、ステップＳ９以後の断
線判別の処理を行うことなくステップＳ１５に移行する
ことで上記のような誤判断が回避される。
【００４４】なお、ステップＳ９及びステップＳ１０で
の判断がＮＯの場合には、ステップＳ１５に移行されて
通常制御が行われた後、ステップＳ１４に移行される。
【００４５】以上説明したように、上記実施形態の電動
車椅子の制御装置では、モータ４，５に確実に電流が流
れ得るようなモータ４，５の駆動状態を検知し、この駆
動状態下でのみモータ４，５の電流検出に基づいて制御
系の断線を判断するため、従来の装置に比べ精度よく断
線を検知することができる。そのため、断線の誤検知に
起因した車両の誤動作の発生をより確実に防止すること
ができる。
【００４６】特に、上記装置では、断線を判断する上記
ステップＳ９〜Ｓ１１の処理において、検出された実モ
ータ電流（Ｉ）が「０」であるかを判断するのではな
く、所定値（ｉ）以下であるか否かを判断するというよ
うに判断対象に幅が持たせられ、しかも、実モータ電流
（Ｉ）が所定値（ｉ）以下である状態、つまり断線が発
生している可能性が極めて高い状態であっても、直ちに
断線と判断することなく、そのような状態が一定時間継
続した場合にのみ断線と判断するようになっているの
で、センサ類の誤差や、モータ性能のバラツキ等に起因
して断線であると誤検知される可能性が低い。従って、
この点においても断線の検知精度をより良く高めること
ができるようになっている。
【００４７】次に、第２の実施形態について説明する。
【００４８】第２実施形態の電動車椅子は、異常判断部
の機能が第１実施形態のものと異なる以外は、基本的に
は第１実施形態と同一構成であり、従って、以下の説明
では、図１に示す装置において、第１実施形態と機能が
相違する部分についてのみ説明することにする。
【００４９】上記第２実施形態の異常判断部２５は、モ
ータ４，５に電流が流れ得る状態にあるか否かを判定
し、電流が流れ得る状態にある場合にのみモータ電流検
出部１０，１１による電流検出に基づいて制御系の断線
を判断する点で第１実施形態の異常判断部２５と機能が
共通するが、モータ端子電圧ＶＭと実速度計算部２４か
ら入力される実モータ回転速度（ω′）とに基づいてモ
ータ４，５に流れる理論上の電流値を算出し、この電流
値に基づいてモータ４，５に電流が流れ得る状態にある
か否かを判定するように構成されている点で機能が相違
している。
【００５０】すなわち、第２実施形態の異常判断部２５
では、上記ＰＷＭ波形計算部２３で算出されたデューテ
ィ比Ｄと電源部３の電圧ＶＢとからモータ端子電圧ＶＭ
を算出し、このモータ端子電圧ＶＭと、実速度計算部２
４から入力される実モータ回転速度（ω′）と、異常判
断部２５に予め記憶されている係数（ｋ０）及び回路抵
抗（Ｒ）とから以下の式に基づいて理論モータ電流値
（ＩＣ）を求める。
【００５１】
【数５】 ＩＣ＝（ＶＭ−ω′×ｋ０）／Ｒ ＩＣ；理論モータ電流値 ＶＭ；モータ端子電圧 ω′；実モータ回転速度 ｋ０；係数 Ｒ；回路抵抗 そして、算出された理論モータ電流値ＩＣが所定値（Ｉ
０）以上である場合に、モータ４，５に電流が流れ得る
状態にあると判定して、上記第１実施形態と同様に実モ
ータ電流値（Ｉ）と所定値（ｉ）との比較に基づいて断
線を判断するようになっている。
【００５２】次に、上記第２実施形態の制御系による車
椅子の制御を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００５３】このフローチャートの処理がスタートする
と、ステップＳ２１〜ステップＳ２６において、図１に
示す第１実施形態の制御フローのステップＳ１〜ステッ
プＳ６と同じ処理が行われる。
【００５４】そして、ステップＳ２６で算出されたモー
タ端子電圧ＶＭと、ステップＳ２３で求められた実モー
タ回転速度（ω′）とから理論モータ電流値（ＩＣ）が
算出され、この算出値が所定値（Ｉ０）以上か否かが判
断される（ステップＳ２７，Ｓ２８）。
【００５５】そして、所定値（Ｉ０）以上の場合には、
以後、ステップＳ２９〜ステップＳ３４において、断線
を判断するための処理が第１実施形態のステップＳ９〜
ステップＳ１４と同じ処理内容で行われる。
【００５６】一方、所定値（Ｉ０）以下の場合には、ス
テップＳ３５において、第１実施形態のステップＳ１５
と同じ処理が行われるようになっている。すなわち、所
定値（Ｉ０）以下の場合は、現実のモータ電流も「０」
になり得るようなモータ４，５の駆動状態であり、従っ
て、断線判別（ステップＳ９）が行われると、モータ
４，５が適切に駆動しているにも拘らず断線と誤判断さ
れる可能性が高い。そのため、上記のように理論モータ
電流値（ＩＣ）が所定値（Ｉ０）以下の場合は、ステッ
プＳ２９以後の断線判別の処理を行うことなくステップ
Ｓ３５に移行することで上記のような誤判断が回避され
る。
【００５７】以上説明したような第２実施形態の電動車
椅子の制御装置においても、モータ４，５に電流が流れ
得る状態にあるか否かが検知され、その駆動状態下での
みモータ４，５の電流検出に基づいて制御系の断線が判
断されるため、第１実施形態の装置同様に、断線の誤検
知をより確実に回避して、断線の検出精度を高めること
ができる。
【００５８】次に、第３の実施形態について説明する。
【００５９】第３実施形態の電動車椅子も、異常判断部
の機能が第１実施形態のものと異なる以外は、基本的に
は第１実施形態と同一構成であり、従って、以下の説明
では、図１に示す装置において、第１実施形態と機能が
相違する部分についてのみ説明することにする。
【００６０】第３実施形態の異常判断部２５は、ＰＷＭ
波形計算部２３で算出されたデューティ比Ｄと電源部３
の電圧ＶＢとからモータ端子電圧ＶＭを算出し、このモ
ータ端子電圧ＶＭと、実速度計算部２４から入力される
実モータ回転速度（ω′）とに基づき、第２実施形態で
用いた数５の式からモータ４，５に流れる理論モータ電
流（ＩＣ）を算出する。
【００６１】そして、算出された理論モータ電流（Ｉ
Ｃ）と実モータ電流値（Ｉ）との差を算出し、この差が
所定値（ＩＰ）以上で、かつこの状態が一定時間継続し
た場合に車輪の制御系に断線を含む何らかの異常が生じ
ていると判断するように異常判断部２５が構成されてい
る。
【００６２】次に、上記第３実施形態の制御系による車
椅子の制御を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】このフローチャートの処理がスタートする
と、ステップＳ４１〜ステップＳ４６において、図１に
示す第１実施形態の制御フローのステップＳ１〜ステッ
プＳ６と同じ処理が行われる。
【００６４】そして、ステップＳ４６で算出されたモー
タ端子電圧ＶＭと、ステップＳ４３で求められた実モー
タ回転速度（ω′）とから理論モータ電流値（ＩＣ）が
算出され、さらに、この理論モータ電流値（ＩＣ）と、
ステップＳ４４で検出された実モータ電流値（Ｉ）との
差が所定値（ＩＰ）以上であるか否かが判断される（ス
テップＳ４７，Ｓ４８）。
【００６５】ここで、所定値（ＩＰ）以上の場合には、
ステップＳ４９〜ステップＳ５３において第１実施形態
のステップＳ１０〜ステップＳ１４と同じ処理が行われ
る。
【００６６】理論モータ電流値（ＩＣ）と実モータ電流
値（Ｉ）との差が所定値（ＩＰ）以上となる場合として
は、先ず第１に、車輪の制御系に断線が生じた場合があ
る。すなわち、断線が生じると、実モータ回転速度
（ω′）が低下するため、デューティ比Ｄが増大してモ
ータ端子電圧（ＶＭ）が高くなり、これにより理論モー
タ電流値（ＩＣ）が高くなる。その一方、断線により実
モータ電流値（Ｉ）が「０」あるいはこれに極めて近い
値となるため、これにより理論モータ電流値（ＩＣ）と
実モータ電流値（Ｉ）との差が所定値（ＩＰ）以上とな
る。
【００６７】第２に、車輪の制御系に断線以外の異常が
生じてモータ４，５に過剰に電流が流れる場合があり、
この場合には理論モータ電流値（ＩＣ）に対して実モー
タ電流値（Ｉ）が高くなり、理論モータ電流値（ＩＣ）
と実モータ電流値（Ｉ）との差が所定値（ＩＰ）以上と
なる。
【００６８】従って、このような状態が一定時間継続す
るような場合には、車輪の制御系に異常が生じていると
判断される。なお、ステップＳ５０の処理では、上記の
ような断線以外の異常も含めて制御系の異常を判断する
ため、厳密には、第１実施例のステップＳ１１の処理と
は異なっている。
【００６９】一方、ステップＳ４８において、理論モー
タ電流値（ＩＣ）と実モータ電流値（Ｉ）との差が所定
値（ＩＰ）以下の場合には、ステップＳ５４において、
第１実施形態のステップＳ１５と同じ処理が行われるよ
うになっている。すなわち、モータ４，５が正常な駆動
状態である場合には、常に理論モータ電流値（ＩＣ）≒
実モータ電流値であり、上記理論モータ電流値（ＩＣ）
と実モータ電流値（Ｉ）との差は所定値（ＩＰ）以下と
なる。従って、この場合には、ステップＳ４９以後の処
理を行うことなくステップＳ５４に移行するようになっ
てる。
【００７０】以上説明したような第３実施形態の電動車
椅子の制御装置では、理論モータ電流値（ＩＣ）と実モ
ータ電流値（Ｉ）との差が所定値（ＩＰ）以上となる場
合に車輪の制御系の異常を検知するようになっているた
め、理論モータ電流値（ＩＣ）が適切に算出され、かつ
実モータ電流値（Ｉ）が適切に検出されている限り、車
両の走行状態、つまりモータ４，５の駆動状態に起因し
て制御系の異常が誤検知される虞れがない。従って、断
線等の異常の誤検知を確実に回避して、断線等の異常の
検出精度を高めることができる。
【００７１】特に、第３実施形態の電動車椅子の制御装
置によれば、上述のように、制御系の断線のみならず、
モータ４，５に過剰に電流が流れるといった異常状態を
も検知することができるため、断線以外の制御系の異常
を検知できる点で上記第１及び第２実施形態の制御装置
よりも有利である。
【００７２】なお、上記第１〜第３実施形態の制御装置
は代表的な例であって、その具体的な構成や制御内容は
本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７３】例えば、上記各実施形態では、断線等が生
じている可能性が極めて高い状態、つまり第１，２実施
形態であれば実モータ電流値（Ｉ）が所定値（ｉ）以下
の状態が一定時間継続された場合に、制御系に断線が生
じていると判断するように異常判断部２５が構成されて
いるが、モータ回転積算値が設定値以上となるまで上記
状態が持続したときに制御系に断線が生じていると判断
するように異常判断部２５を構成してもよい。さらに、
断線等が生じている可能性が極めて高い状態が一定時間
継続された場合及びモータ回転積算値が設定値以上とな
るまで上記状態が持続したときの双方の条件が成立した
ときに断線が生じていると判断するようにしたり、ある
いは、これらの条件のいずれか一方が成立したときに断
線が生じていると判断するようにしてもよい。
【００７４】また、上記第２，第３実施形態では、ＰＷ
Ｍ波形計算部２３で算出されたデューティ比Ｄと電源部
３の電圧ＶＢとからモータ端子電圧ＶＭを算出し、この
モータ端子電圧ＶＭと、実速度計算部２４から入力され
る実モータ回転速度（ω′）とに基づき、モータ４，５
に流れる理論モータ電流（ＩＣ）を上記数５の式から算
出するように異常判断部２５が構成されているが、例え
ば、デューティ比Ｄと実モータ回転速度（ω′）と理論
モータ電流（ＩＣ）とを対応づけたテーブルを予め異常
判断部２５に記憶しておき、このテーブルから理論モー
タ電流（ＩＣ）を求めるようにしてもよい。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
モータの制御装置によれば、デューティ比により定まる
モータ端子電圧に応じたモータ特性における最高回転速
度と回転速度検出手段による検出回転速度との差に基づ
いてモータに電流が流れ得る状態にあるか否かを判定
し、モータに電流が流れ得る状態にある場合にのみ電流
検出手段による検出電流値に基づいてモータ制御回路の
断線を判断するので、モータ端子電圧とモータ誘起電圧
が等しくなり得る運転状態下、つまりモータに流れる電
流が「０」となる可能性がある運転状態下での断線判断
を回避して、これ以外の運転状態下、つまり確実にモー
タに電流が流れているという運転状態下でのみ検出電流
値に基づいて断線の判断を行うことができる。そのた
め、下り坂等、モータトルクを必要としない路面での走
行時等における断線の誤検知を確実に回避することがで
き、このような誤検知に起因した車両の誤動作をより確
実に防止することができる。
【００７６】また、請求項２に記載のモータの制御装置
によれば、デューティ比により定まるモータ端子電圧
と、回転速度検出手段による検出回転速度と、モータ制
御回路の回路抵抗とに基づいてモータに流れる電流値を
演算し、この電流値に基づいて、モータに電流が流れ得
る状態にあるか否かを判定し、確実にモータに電流が流
れているという運転状態下でのみ検出電流値に基づいて
断線の判断を行うので、この装置においても請求項１の
制御装置同様に断線の誤検知を確実に回避することがで
きる。
【００７７】さらに、請求項３に係るモータの制御装置
によれば、断線であると判断し得る状態が一定時間以上
継続する場合又はモータ回転積算値が設定値以上となる
まで上記状態が継続する場合の少なくとも一方の条件が
成立した場合に断線と判断するので、断線等の異常検知
をより精度良く行うことができ、これにより誤検知の発
生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電動車椅子の制御系の第１
実施形態を示すブロック図である。
【図２】上記制御系による車椅子の制御動作を説明する
フローチャートである。
【図３】モータの特性を示す特性線図である。
【図４】第２実施形態の制御系による車椅子の制御動作
を説明するフローチャートである。
【図５】第３実施形態の制御系による車椅子の制御動作
を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 操作パネル １ａ ジョイスティック １ｂ メインスイッチ ２ コントロールボード ３ 電源部 ４，５ モータ ６，７ モータ制御部 ８，９ リレー８，９ １０，１１ モータ電流検出部 １２，１３ 速度センサ １４ 表示手段 １５ 警報手段 ２０ ＣＰＵ ２１ ジョイスティック入力部 ２２ 指令速度計算部 ２３ ＰＷＭ波形計算部 ２４ 実速度計算部 ２５ 異常判断部 ２６ 電流計算部 ２７ タイマ ２８ カウンタ ２９ 表示手段駆動部 ３０ 警報手段駆動部 ４０〜４６ ＩＦ（インターフェース）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 5/17 Ｈ０２Ｐ 5/17 Ｈ (56)参考文献 特開 平６−284777（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63448（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154901（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−351102（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 3/04 B60L 15/00 - 15/20 A61G 5/00 - 5/04 H02P 5/04 - 5/26 H02P 7/04 - 7/34

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 速度指令手段の操作に応じたオンオフ信
    号のデューティ比によりモータへの駆動電流を制御する
    ようにモータ制御回路が構成されたモータの制御装置に
    おいて、上記モータに流れる電流を検出する電流検出手
    段と、上記モータの回転速度を検出する回転速度検出手
    段と、上記モータに電流が流れ得る状態か否かを判定す
    る判定手段と、この判定手段において電流が流れ得る状
    態であると判定された場合に、上記電流検出手段による
    検出電流値に基づいて上記モータ制御回路の断線を判断
    する断線判断手段とを備え、上記判定手段が、上記デュ
    ーティ比により定まるモータ端子電圧に応じたモータ特
    性における最高回転速度と上記回転速度検出手段による
    検出回転速度との差に基づいて、モータに電流が流れ得
    る状態にあるか否かを判定するように構成されてなるこ
    とを特徴とするモータの制御装置。
  2. 【請求項２】 速度指令手段の操作に応じたオンオフ信
    号のデューティ比によりモータへの駆動電流を制御する
    ようにモータ制御回路が構成されたモータの制御装置に
    おいて、上記モータに流れる電流を検出する電流検出手
    段と、上記モータの回転速度を検出する回転速度検出手
    段と、上記モータに電流が流れ得る状態か否かを判定す
    る判定手段と、この判定手段において電流が流れ得る状
    態であると判定された場合に、上記電流検出手段による
    検出電流値に基づいて上記モータ制御回路の断線を判断
    する断線判断手段とを備え、上記判定手段が、上記デュ
    ーティ比により定まるモータ端子電圧と、上記回転速度
    検出手段による検出回転速度と、上記モータ制御回路の
    回路抵抗とに基づいてモータに流れる電流値を演算し、
    この電流値に基づいて、モータに電流が流れ得る状態に
    あるか否かを判定するように構成されてなることを特徴
    とするモータの制御装置。
  3. 【請求項３】 上記断線判断手段は、断線であると判断
    し得る状態が一定時間以上継続する場合又はモータ回転
    積算値が設定値以上となるまで上記状態が継続する場合
    の少なくとも一方の条件が成立した場合に上記モータ制
    御回路に断線が生じていると判断するように構成されて
    なることを特徴とする請求項１又は２ に記載のモータの
    制御装置。
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