JP4289719B2

JP4289719B2 - 電動車

Info

Publication number: JP4289719B2
Application number: JP12206599A
Authority: JP
Inventors: 中村　　秀男
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP2000316203A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータを駆動源として走行する電動車の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の電動車は、例えば、電動車椅子や電動三輪車等のように、道路を走行する際に歩行者扱いとして最高速度が時速６ｋｍに制限されている。走行中は走行速度をフィードバックしてこの速度範囲の中で指示した速度になるようにモータを制御ていた。
【０００３】
この電動車を下り坂で走行した場合、傾斜角度が急になると平坦路での停止距離よりも長くなる、又は、そのままの走行速度では安定して曲がり難くなる等走行上不安定な状態になっていた。特に、最も条件のきつくなる最高速度（時速６ｋｍ）で走行した場合に、障害物があっても停止距離が平坦路の時よりも長いため停止できずに衝突してしまったり、曲がる際に転倒してしまったりする恐れがあった。
【０００４】
この点を考慮して、特開平４−１３８００１号公報では、下り坂の傾斜角度が最高速度で走行しても安全に支障がないかどうかをモータの発電電流量で判断し、発電電流量があらかじめ設定した所定値を超えたときに危険であると判断して、最高速度を制限するようにしていた。
【０００５】
しかしながら、前述の発電電流量の所定値は基準体重の人の場合を基にあらかじめ一定の値に決められていたため、基準体重より重い人の場合は基準の下り坂より緩やかな傾斜角度で速度が制限され、軽い人の場合は基準の下り坂よりきつい傾斜角度まで速度が制限されないという状態が生じた。このため、重い人の場合には到達点までの時間が長くなり操縦者にストレスを与え、軽い人の場合には転倒する危険性が高くなっていた。
【０００６】
また、下り坂を走行中に危険となる傾斜角度は個人差、例えば、操縦能力により異なるが、従来の電動車にはこれらのことが考慮されておらず使い勝手の悪いものでもあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、操縦者の体重や操作能力に適した状態で安全に且つ時間的ロスを生じることなく走行できる電動車を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の手段は、駆動源としてのモータと、走行速度を指示する速度指示手段と、走行速度を検知する速度検知手段と、前記モータを前記速度指示手段の出力と速度検知手段の出力に基づき指示速度となるように駆動信号と制動信号とで制御する走行速度制御手段と、制動時の前記モータの発電量を検出する発電量検出回路と、前記走行速度に応じた基準の発電量を設定し、前記発電量検出回路で検出された発電量が基準の発電量以上になった時に最高速度を制限する最高速度制限手段と、前記基準の発電量を補正する設定手段とを具備したものである。
【０００９】
これにより、基準体重よりも重い場合には、基準の発電量よりも大きく、又、軽い場合には小さく、又、操縦者の操縦能力が高い場合には、基準の発電量よりも大きく、低い場合には小さく基準の発電量を補正することができる。これにより、基準体重以外の人が使用した場合でも、最高速度を制限する下り坂の傾斜角度を常に一定とすることができる。又、最高速度を制限する下り坂の傾斜角度を使用する人の操縦能力等の条件によって変えて設定することができる為、減速することにより時間的ロスが発生するのを防ぎ、操縦者のストレスを減らすことができる。
【００１０】
上記構成において、積載重量を検知する積載重量検知手段を設け、前記設定手段は前記積載重量検知手段の出力に基づいて前記基準の発電量を補正する。
【００１１】
これにより、発電量から換算された傾斜角度と実際の傾斜角度とに差異が生じても積載重量検知手段からの出力により自動的に補正し、最高速度を制限する下り坂の傾斜角度を一定にすることができる。
【００１２】
又、前記走行速度制御手段に接続される入力部を設け、前記設定手段は前記入力部の入力値に基づいて前記基準の発電量を補正する。
【００１５】
【実施の形態】
図１乃至図９に本発明の実施の形態を電動三輪車を例に示し、以下、これらの図に基づき説明する。
【００１６】
１は電動三輪車で、図１に示すように前車輪２と一対の後車輪３とを有しており、前車輪２とハンドルと４を操舵軸５により連結し、ハンドル４の操作により前車輪２を操舵して走行方向を制御するようになっている。
【００１７】
６は前記ハンドル４に設けられた操作部で、後車輪３を駆動するモータ（図示せず）、モータの回転速度（走行速度）を指示するアクセルレバー８、アクセルレバー８により指示し得る最高速度を切り替える最高速度切替スイッチ（図示せず）、電動車１の前進後進を切り替える前後進切替スイッチ（図示せず）、着脱自在なキー（図示せず）により操作されてモータへの給電を制御する電源スイッチ（図示せず）等を有している。
【００１８】
１０は前記操舵軸５の前方を覆うカバー体で、その前方に篭１１を装着し、カバー体１０の篭１１の下方位置に前方を照射する前照灯装置１２を配設している。
【００１９】
１３は操縦者が座る椅子で、その下方に配置されるカバー１４内にモータ、モータの電源となるバッテリ（図示せず）、モータを制御する駆動回路（図示せず）等を内装している。
【００２０】
次に、駆動回路を図２に基づき説明する。
【００２１】
１５は速度指示手段としての速度指示回路で、前記アクセルレバー８の操作、即ち、アクセルレバー８の押し、又は、下げ動作により可変抵抗１６の抵抗値が変えられる。この時、可変抵抗１６の抵抗値に応じて走行速度を指示する速度指示信号が制御回路１７に出力される。
【００２２】
１８は速度検知手段としての回転数検出回路で、モータ７の回転数を検知し、この回転数により実際の走行速度が算出される。この走行速度は走行速度信号として制御回路１７に出力される。制御回路１７はこれら走行速度信号と速度指示信号に基づきモータ駆動回路１９に駆動信号と制動信号とを出力する。尚、これら、制御回路１７及びモータ駆動回路１９で走行制御手段を構成する。上述する制御信号は、モータ７を閉回路にして発電制動をかけるためのスイッチング素子１９ａをＯＮするＰＷＭ信号である。又、駆動信号は、モータ７に通電するためのスイッチング素子１９ｂをＯＮするＰＷＭ信号である。
【００２３】
モータ駆動回路１９は前記駆動信号が出力された場合にはモータ７を駆動する一方、制動信号が出力された場合にはモータ７により発電制動し、指示速度で走行するようにしている。この際にモータ７で発生する発電電流量は発電量検知回路、即ち、電流検知回路２０で検知され、後述するようにモータ７の発電電流量が基準の発電電流量を超えたときに自動減速制御が行われる。
【００２４】
ここで、本実施の形態においては、発電制動時の発電電流量を電流検知回路２０で検知するようにしたが、特に、これに限定しなくてもよく、モータ駆動回路１９から出力される制動信号のＰＷＭ値を発電電流量と定めてもよい。
【００２５】
２１は制御回路１７を介してモータ７の正転逆転を切り替える前後進切替スイッチで、前進接点２１ａ側を閉じるとモータ７を正転させる一方、後進接点２１ｂ側を閉じるとモータ７を逆転させる。
【００２６】
２２は電磁ブレーキ（図示せず）を制御する電磁ブレーキ回路で、電源スイッチ２３を開き停車時に、電磁ブレーキへの通電を停止する。この時、電磁ブレーキが働いて後車輪３の回転が阻止される。
【００２７】
２４はバッテリー２５から供給される電圧を所定の電圧に降圧する降圧回路で、電源スイッチ２３の接点を閉じることで制御回路１７へ電源電圧を供給する。
【００２８】
２６はバッテリー電圧値を表示する残量表示回路で、バッテリー２５の電圧に応じて複数のＬＥＤ（図示せず）を点灯制御する。
【００２９】
２７は操作部６に設けられた最高速度切替スイッチで、最高速度を低速（本実施の形態においては時速２ｋｍ）に設定する低速接点２７ａ、最高速度を中速（本実施の形態においては時速４ｋｍ）に設定する中速接点２７ｂ、最高速度を高速（本実施の形態においては時速６ｋｍ）に設定する高速接点２７ｃを有する。この最高速度切替スイッチ２７の操作に応じて制御回路１７に最高速度設定信号を出力するようになっている。また、制御回路１７は最高速度切替スイッチ２７の操作とアクセルレバー８の操作量に応じた速度で走行させるようになっている。
【００３０】
２８は操縦者の体重を検知する体重検知手段で、図１に示すように椅子１３の下方に設けられている。この体重検知手段２８は、本実施の形態においては感圧ゴム２９が用いられており、感圧ゴム２９の抵抗変化に応じて体重信号を制御回路１７に出力する。制御回路１７は体重信号に基づき自動的に体重値を算出する。
【００３１】
次に、動作について説明する。
【００３２】
電源スイッチ２３を閉じてアクセルレバー８を押し下げると、速度指示回路１５から速度指示信号が制御回路１７に出力され、制御回路１７はモータ駆動回路１９を介してモータ７を駆動させる。この時、前後進切替スイッチ２１が前進接点２１ａ側に閉じられていると電動車１は前進し、後進接点２１ｂ側に閉じられていると後退する。
【００３３】
電動三輪車１のモータ７が回転し始めると、回転数検知回路１８によりモータ７の回転数が検知され、走行速度信号が制御回路１７に出力される。制御回路１７はこれら走行速度信号と前記速度指示信号に基づき駆動信号及び制動信号をモータ駆動回路１９に出力する。即ち、走行速度が速度指示速度より遅くなる状態になれば駆動信号が大きくなり、それをモータ駆動回路１９に出力させてモータ７を駆動する一方、速くなる状態になれば制動信号が大きくなり、それをモータ駆動回路１９に出力させてモータ７により発電制動される。このようにして、電動車１の走行速度が指示速度で走行されるようにしている。
【００３４】
この電動三輪車１にて下り坂を走行した場合、モータ駆動回路１９に大きな制動信号が出力され、モータ７に発電電流が生じる。この発電電流が基準の発電電流量に達すると危険な傾斜角度であると判断し、後述する自動減速制御が行われ、最高速度が制限される。この際、操縦者の体重によって自動減速制御が行われる実際の傾斜角度と基準の設定傾斜角度とに差異が生じるが、後述する補正値により補正される。
【００３５】
ここで、基準の設定傾斜角度とは、最高速度（本発明の実施の形態では高速時の最高速度６Ｋｍ／ｈ）での走行が危険となる傾斜角度で発生する発電電流量をその走行速度での基準の発電電流量とし、基準体重（ここでは７０ｋｇ）の人を基に設定している。又、同様に各走行速度に応じて予め所定の値を設定している。
【００３６】
次に、基準の発電電流量及び基準の発電電流量を補正する補正値について図３乃至図５に基づき説明する。
【００３７】
図３は横軸に操縦者の体重値Ａを、縦軸に基準の発電電流量を補正する後述する補正値Ｂを取り、基準体重７０ｋｇの場合を１として各体重毎に補正値Ｂを決定したものであり、例えば体重値Ａが８０ｋｇの場合は補正値Ｂは１．０５となる。
【００３８】
次に、フローチャートに基づき説明する。
【００３９】
ステップＳ１において電源スイッチ２３が閉じているかどうかを判断し、閉じている場合にはステップＳ２に移行する。
【００４０】
ステップＳ２にて操縦者の体重値Ａが体重検知手段２８の出力信号に基づき算出され、ステップＳ３において体重値Ａの時の補正値Ｂ（例えば、８０ｋｇの人の場合には約１．０５）が、図３に示すグラフから算出される。
【００４１】
ステップＳ４においては基準の発電電流量Ｄ（基準体重７０ｋｇの人の場合の基準となる発電電流量）が走行速度に応じて算出される。
【００４２】
そして、ステップＳ５において基準の発電電流量Ｄに補正値Ｂを掛けて補正し、この値を補正した基準の発電電流量Ｄ１として算出する。
【００４３】
ステップＳ６において走行中の現在の発電電流量が補正した基準の発電電流量Ｄ１を超えているかどうかを判断し、超えている場合には下り坂自動減速制御Ｅに移行する。一方、超えない場合にはステップＳ７において通常走行がおこなわれる。
【００４４】
次に、上述したフローチャートの下り坂自動減速制御Ｅ、即ち、自動減速制御について説明する。
【００４５】
ステップＳ８において、この状態が一定時間以上（本実施の形態では０．５秒間以上）継続しているかどうかを判断する。
【００４６】
一定時間以上継続していれば、ステップＳ９において最高速度切替スイッチ２７が高速接点２７ｃに接続されているか否かを判断する。高速接点２７ｃに接続されていれば、最高速度で走行した場合に危険な傾斜角度であると判断し、ステップＳ１０において、最高速度切替スイッチ２７が高速接点２７ｃに接続されているにもかかわらず、最高速度を中速に設定する。これにより、走行速度を制限して安全に走行できるようにしている。
【００４７】
ステップＳ８乃至ステップＳ９においてＮＯと判断されたならば、危険な下り坂ではないと判断してステップＳ１２の通常走行が行われステップＳ４に戻る。
【００４８】
上記の構成にすることで、最高速度を制限する下り坂の傾斜角度が基準の発電電流量Ｄから換算された値と実際の傾斜角度とに差異が生じても体重検知手段２８からの出力により自動的に補正できるので、自動減速制御が危険な傾斜角度より小さい下り坂で働いたり、自動減速制御が危険な傾斜角より大きな傾斜角度の下り坂で働くことを是正できる。これにより、自動減速制御が危険な傾斜角度より小さい下り坂で働くことで時間的ロスが生じたり、自動減速制御が危険な傾斜角度になっても働かず、転倒する恐れや停止距離が伸びて障害物に衝突する恐れが大きくなることを防止でき、安全に且つストレスを感じることなく走行できる。
【００４９】
また、自動的に補正値が決定されるので、補正のための操作が必要なく使い勝手が良くなる。
【００５０】
上記実施の形態では高速で走行時に高速を中速とする自動減速制御を行ったが、中速を低速にする自動減速制御を行ってもよく、高速から中速にする自動減速制御を行った後に中速から低速する自動減速制御を行うというように段階的に自動減速制御を行ってもよい。
【００５１】
また、最高速度を高速から中速にする自動減速制御ではなく、高速から任意の速度に減速する自動減速制御を行うようにしてもよい。
【００５２】
また、操縦者の体重を計測するように体重検知手段２８を設るのではなく、後輪側のダンパー近傍等に積載重量を検知する積載重量検知手段を設け、積載重量検知手段からの出力に基づき上述の補正値が算出されるようにしてもよい。
【００５３】
次に、他の実施の形態について図６及び図７に基づき説明する。尚、図２の実施の形態で体重検知手段２８からの出力を基に体重値Ａが設定され、この体重値Ａにより補正値Ｂが決定されする代わりに、この実施の形態ではキー入力された体重値により補正値Ｂを決定できるようにすると共に、モード値をキー入力することで更に補正値Ｂを補正できるようにしたものである。
【００５４】
３０は制御回路１７に接続されたキー入力部で、テンキー３１と、体重値を表示する体重表示部３２と、モード値を表示するモード表示部３３とを有し、キー入力により体重値およびモード値を入力可能となっている。
【００５５】
テンキー３１は０から９のキー３１ａとアステリスクキー３１ｂとシャープキー３１ｃとからなっており、シャープキー３１ｃにより前記体重値の入力とモード値の入力とを切り替えるようになっている。
【００５６】
体重値は正数で入力（ここでは６０ｋｇが入力されている）され、モード値は１、２、３のいづれかが入力されるようになっており、これらの入力値はアステリスクキー３１ｂを押すことで制御回路１７に出力されるようになっている。
【００５７】
図７は横軸に体重値Ａを縦軸に補正値Ｂを取り、前記モード値の各値に対して体重値Ａと補正値Ｂとの相関関係を示したものであり、破線はモード１の場合を、実線はモード２の場合を、一点鎖線はモード３の場合を示したものである。これらのモードは、モード２を基準（上述の実施の形態と同じで図３の実線と同じ）として、同一体重値において、モード１は補正値Ｂが０．０３大きくなるように補正する一方、モード３は補正値Ｂが０．０３小さくなるように補正したものである。
【００５８】
次に、補正値Ｂの算出について説明する。
【００５９】
モード値２が入力された場合、図７中の実線に基づき補正値Ｂが算出される。体重値Ａの入力が６０ｋｇの時は補正値Ｂは０．９５となる。
【００６０】
また、モード３が入力された場合には図７の一点鎖線に基づき補正値Ｂが算出される。前記モード２の場合と同じ体重値６０ｋｇが入力された時は補正値Ｂは０．９２に設定され、モード２の場合に比べ０．０３小さな値となる。これにより、基準の発電電流量は３パーセント小さな値に補正され、自動減速制御が行われる傾斜角度はモード２に比べ小さくなる。したがって、基準となるモード２に比べ傾斜角度が小さい状態でも自動減速制御が行われるようになり、余裕を持った状態での走行が可能となるので、高齢の人や操縦能力が低いと思っている人に適した走行ができるようになる。
【００６１】
一方、モード１が入力された場合には図７の破線に基づき補正値Ｂが算出される。前記モード２やモード３の場合と同じ体重値６０ｋｇが入力された時は補正値Ｂは０．９８に設定され、モード２の場合に比べ０．０３大きな値となる。これにより、基準の発電電流量は３パーセント大きな値に補正され、自動減速制御が行われる傾斜角度はモード２に比べ大きくなる。これにより、モード２において自動減速制御される傾斜角度に達しても自動減速制御は行われなくなり、転倒や衝突の恐れが大きくなる代わりにより早く目的地に到達することができる。これは、年齢の若い人や操縦が上手い人など危険を回避する能力の高い人に適した走行となる。
【００６２】
次に、体重の入力値Ａを実際の体重より重く入力したり軽く入力したりして、補正値Ｂを補正する方法について説明する。尚、ここでは基準となるモード２が入力されているとして説明する。
【００６３】
操縦者の体重７０ｋｇに対して体重値Ａに６０ｋｇを入力した場合には補正値は０．９５となり、０．０５小さな値となる。この場合、基準の発電電流量は操縦者の体重に基づく値に比べ小さくなり、自動減速制御が働く傾斜角度は小さくなる。これにより、モード３の場合と同様に危険となる傾斜角度より小さい下り坂でも自動減速制御が行われるようになり、余裕を持った状態での走行が可能となるので、高齢の人や操縦能力が低いと思っている人に適した走行になる。
【００６４】
一方、操縦者の体重が７０ｋｇに対して体重値Ａに８０ｋｇを入力した場合には補正値は１．０５となり、０．０５大きな値となる。この場合、基準の発電電流量は操縦者の体重に基づく値に比べ大きくなり、自動減速制御が働く傾斜角度は大きくなる。これにより、モード１の場合と同様に危険となる傾斜角度に達しても自動減速制御が行われないので、転倒や衝突の恐れが大きくなる代わりにより早く目的地に到達することができ、年齢の若い人や操縦が上手い人など危険を回避する能力の高い人に適した走行となる。
【００６５】
上述の補正値は、体重値Ａに６０ｋｇより更に小さい５０ｋｇを入力した場合には、補正値は０．９１となり、６０ｋｇを入力した場合に比べ更に０．０４小さな値となり、体重値Ａに８０ｋｇより更に大きな９０ｋｇを入力した場合には、補正値は１．０９となり、８０ｋｇを入力した場合に比べ更に０．０４大きな値となる。従って、操縦者の体重を目安として入力する体重値Ａを変えることで補正値Ｂを適宜変えることができるので、操縦者の体重を目安として操縦する人の個々の特質により適するようにできる。
【００６６】
尚、図７に示す他の実施の形態において体重値の入力に当たって、体重検知手段２８から検知された体重値を表示し、この値をモード値の切替によって変更するようにしてもよい。このようにすることで、操縦者の実際の体重を入力しておけばモードを変更することで自動的に基準の発電電流量を設定することができるので、設定操作が繁雑となることなく使い勝手のよいものとなる。
【００６７】
また、体重値を入力して基準の発電電流量を補正する代わりに、体重値と相関する値を入力して基準の発電電流量を補正するようにしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、最高速度の制限を行う傾斜角度が発電量から換算された値と実際の傾斜角度とに差異が生じても設定手段により補正できるので、最高速度を制限する傾斜角度を常に一定として、時間的ロスや転倒等の危険が生じることなく安全に走行できる。また、最高速度を制限する下り坂の傾斜角度を年齢や操縦能力等の条件によって変えて設定することもできるので、使用者に適した状態で快適に走行できる。
【００６９】
本発明の請求項２によれば、発電量から換算された傾斜角度と実際の傾斜角度とに差異が生じても積載重量検知手段からの出力により自動的に補正し、最高速度を制限する下り坂の傾斜角度を一定にすることができるので、時間的ロスや転倒等の危険が生じることなく安全に走行できると共に、補正のための操作が必要なく使い勝手が良くなる。
【００７０】
本発明の請求項３によれば、基準の発電量を入力値により任意に補正できるので、操縦者の体重や年齢や操作能力に合った状態に容易に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電動車の外観図である。
【図２】同電動車の制御回路のブロック図である。
【図３】同電動車の補正値と操縦者の体重との関係を示す図である。
【図４】同電動車の基準の発電電流量を補正するフローチャートである。
【図５】同電動車の下り坂自動減速制御のフローチャートである。
【図６】他の実施の形態を示す電動車のキー入力部の平面図である。
【図７】同電動車の補正値と体重値との関係を各モード毎に示したグラフである。
【符号の説明】
７モータ
１５速度指示回路（速度指示手段）
１８回転数検知回路（速度検知手段）
２０電流検出回路（発電量検知回路）
２８体重検知手段（積載重量検知手段）
３１キー入力部（入力部）
Ａ体重値
Ｂ補正値
Ｄ基準の発電電流量

Claims

駆動源としてのモータと、走行速度を指示する速度指示手段と、走行速度を検知する速度検知手段と、前記モータを前記速度指示手段の出力と速度検知手段の出力に基づき指示速度となるように駆動信号と制動信号とで制御する走行速度制御手段と、制動時の前記モータの発電量を検出する発電量検出回路と、前記走行速度に応じた基準の発電量を設定し、前記発電量検出回路で検出された発電量が基準の発電量以上になった時に最高速度を制限する最高速度制限手段と、前記基準の発電量を補正する設定手段とを具備した電動車。
積載重量を検知する積載重量検知手段を設け、前記設定手段は前記積載重量検知手段の出力に基づいて前記基準の発電量を補正することを特徴とする請求項１に記載の電動車。
前記走行速度制御手段に接続される入力部を設け、前記設定手段は前記入力部の入力値に基づいて前記基準の発電量を補正することを特徴とする請求項１に記載の電動車。