KR101353793B1

KR101353793B1 - 전동 차량의 제어 장치

Info

Publication number: KR101353793B1
Application number: KR1020120010327A
Authority: KR
Inventors: 가오루 하타나카; 스미타카 오가와
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2014-01-21
Also published as: CN102627074A; JP5634284B2; DE102012201440B4; KR20120089587A; CN102627074B; DE102012201440A1; US20120203407A1; JP2012162095A; TWI507309B; US8954212B2; TW201242807A

Abstract

본 발명은 전동 차량의 미속 전진·후퇴를 간단히 조작할 수 있는 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
핸들(46)의 스위치 케이스(53)에 전후 방향으로 조작 가능하고, 중간부로부터 좌측 방향으로 조작 가능한 조작부(54)를 갖는 모드 스위치(49)를 설치한다. 조작부(54)는 손을 뗀 비조작 상태에서 모터(18)에 속도 제로 지령을 출력하는 정지 위치(ST)에 리턴 스프링(60, 61)으로 자동 복귀한다. 조작부(54)를 전방으로 미는 조작을 하면 미속 전진 모드를 선택할 수 있고, 후방으로 당기는 조작을 하면 미속 후퇴 모드를 선택할 수 있다. 미속 전진·미속 후퇴 모드와 통상 모드 사이에서 조작부(54)의 위치를 명료히 구별하기 위해, 정지 위치(ST)와 통상 모드(NM) 사이에 스토퍼(57)를 배치하여 조작부(54)의 조작에 한층 큰 힘이 요구되도록 구성한다.

Description

전동 차량의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은, 전동 차량의 제어 장치에 관한 것이며, 특히 차량의 전진 및 후퇴가 가능한 전동 차량의 제어 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 전진 및 후퇴가 가능한 차량이 개시되어 있다. 이 종래의 차량에서는, 후퇴 모드를 설정하기 위한 모드 설정 조작 스위치로서의 기능과, 차량의 구동원인 모터를 역방향으로(즉, 차량의 후퇴 방향으로) 회전시키는 기능을, 단일의 후퇴 스위치에 갖게 하고 있다. 후퇴 스위치를 길게 눌러 후퇴 모드를 설정했을 때는, 후퇴 스위치를 조작하여 차량을 후퇴시킬 수 있고, 액셀 그립을 조작하여 차량을 전진시킬 수 있다. 또한, 특허문헌 1은, 후퇴 모드를 설정하기 위한 스위치를 후퇴 스위치와는 별도로 전용으로 설치하는 구성도 개시되어 있다.

특허문헌 1 일본 특허 공개 제2010-120597호 공보

특허문헌 1에 기재된 차량은, 후퇴 모드가 된 후에도, 후퇴 모드중에 상기 차량을 전진시키는 경우는 액셀 그립으로 전진을 위한 조작을 행하고, 후퇴시키는 경우는 후퇴 스위치의 조작으로 후퇴를 위한 조작을 행하기 때문에, 전진과 후퇴에서 각각 상이한 조작 부재를 조작하게 된다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 차량은, 주차시와 같이, 차량의 전진과 후퇴를 반복하여 전환해야 할 때의 조작의 번잡함을 해소할 목적을 갖는 것으로서는, 후퇴시에 조작이 필요한 스위치가 여전히 많아, 조작의 번잡함을 한층 더 개선할 여지가 있다.

본 발명의 목적은, 후퇴시의 스위치 조작을 적게 하여 조작의 번잡함을 한층 더 개선할 수 있는 전동 차량의 제어 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 액셀 조작 수단에 의한 스로틀 개방도에 따른 속도 지령에 따라 차량을 주행시키는 모터를 구비하는 안장형 전동 차량 등, 전동 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 액셀 조작 수단과는 별개로 설치되고, 차량의 통상 모드 및 후퇴 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드 스위치와, 적어도 스로틀 개방도가 제로이며, 차속이 제로인 것을 전제로 상기 모드 스위치에 의해 후퇴 모드가 선택되어 있는 것을 판별하는 모드 판별 수단과, 모드 판별 수단에 의해 후퇴 모드가 선택되어 있는 경우는, 통상 모드시의 최대 차속보다 작은 차속을 최대 속도로 하는 미속 레인지 내에서 결정되는 미속 후퇴 지령을 상기 모터에 공급하는 구동부를 구비하고 있는 점에 제1 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 모드 스위치가, 단일 조작부에 의한 조작 위치에 대응하여, 차량의 통상 모드 및 후퇴 모드에 추가로, 정지를 선택할 수 있게 구성되어 있는 점에 제2 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 모드 스위치는, 통상 모드, 후퇴 모드 및 정지의 각 전환 위치 사이에서 변위 가능하게 구성되고, 조작 외력을 부여하고 있지 않는 자유 상태에서는, 통상 모드 및 후퇴 모드의 전환 위치 중간부에 설정되는 정지 위치에 상기 모드 스위치(49)를 자동 복귀시키는 리턴 스프링을 갖는 점에 제3 특징이 있다.

또한 본 발명은, 상기 조작부의 조작에 의해 상기 모드 스위치가 압박되었을 때에 스토퍼 해제 위치에 후퇴하여, 조작부가 상기 통상 모드와 정지 위치 사이에서 교대로 변위할 수 있도록 상기 통상 모드와 정지 위치 사이에 배치되는 스토퍼 수단을 구비하고 있는 점에 제4 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 모드 스위치가, 통상 모드의 유효 및 무효를 전환하는 제1 스위치와 상기 제1 스위치가 무효로 전환되어 있을 때에 유효가 되어 정지 및 후퇴 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 제2 스위치를 포함하는 점에 제5 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 제1 스위치가, 초기 위치와 압입한 위치를 가지며, 압입한 위치에서 재차 압입 조작을 하면 초기 위치에 복귀하도록 구성된 푸시 스위치이고, 상기 제2 스위치가, 후퇴 모드 및 정지 위치 사이에서 변위 가능하게 구성되며, 조작 외력을 부여하고 있지 않는 자유 상태에서는 정지 위치에 제2 스위치를 자동 복귀시키는 리턴 스프링을 갖는 점에 제6 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 미속 후퇴 지령이 상기 미속 레인지 내에 미리 설정되는 고정 차속에 대응하는 것인 점에 제7 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 미속 후퇴 지령이 상기 미속 레인지 내에서 상기 스로틀 개방도에 따라 결정되는 차속에 대응하는 것인 점에 제8 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 스로틀 개방도가 크리프 영역을 가지며, 상기 크리프 영역에서는 상기 미속 레인지보다 작은 값인 크리프 속도 지령을 상기 구동부에 공급하는 크리프 제어부를 구비하고 있는 점에 제9 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 전동 차량이 수직으로 서있는 상태로부터 측방에의 경사 각도를 검출하는 경사 센서를 구비하고, 상기 모드 판별 수단이, 상기 경사 각도에 기초하여 전동 차량이 전도되어 있지 않는 것이 검출되어 있다고 판단되었을 때에 모드 판별하도록 구성되어 있는 점에 제10 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 운전자가 시트에 착좌하고 있을 때에 검출 신호를 출력하는 시트 스위치를 구비하고, 상기 모드 판별 수단이, 운전자가 시트에 착좌하고 있을 때에 모드 판별하도록 구성되어 있는 점에 제11 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 후퇴 모드에서는, 미리 설정된 전동 차량을 끌고 갈 수 있는 속도보다 차속이 작을 때에, 상기 끌고 가는 속도보다 작은 미차속(微車速)으로 전동 차량을 주행시키는 미속 후퇴 지령을 상기 구동부에 공급하는 미속 주행 제어부(85)를 구비하고 있는 점에 제12 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 후퇴 모드에서는, 미리 설정된 끌고 가는 속도보다 차속이 클 때에, 상기 미속 주행 제어부가, 전동 차량을 정지시키도록 상기 전동부에 속도 지령을 공급하도록 구성되어 있는 점에 제13 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 후퇴 모드가, 상기 미속 레인지 내에서 차량을 전진시키는 미속 전진 모드를 더 포함하고, 상기 모드 스위치가, 후퇴 모드에 포함되는 차량의 전진 및 후퇴를 선택할 수 있도록 구성되어 있는 점에 제14 특징이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 모드 스위치의, 후퇴 모드에서의 전진의 선택 위치와 후퇴의 선택 위치 사이에 정지 위치가 설정되어 있는 점에 제15 특징이 있다.

제1∼제15의 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 모드 스위치에 의해 후퇴 모드가 선택된 후에는, 하나의 조작 부재에 의해 전동 차량을 통상 속도보다 낮은 속도 범위 내에서 용이하게 주행(전진 및 후퇴를 포함시킬 수 있음)시킬 수 있다. 특히, 통상의 액셀 조작 수단을 이용하여 전진 및 후퇴를 할 수 있기 때문에, 조작이 매우 간단하고, 또한 모드의 전환은 차량 정지시에 한정되어, 필요할 때에만 모드를 전환할 수 있다.

제2 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 단일 조작부를 포함하는 모드 스위치에 의해 통상 모드로부터 후퇴 모드로 용이하게 전환할 수 있다.

제3 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 외력 즉 조작력을 부여하고 있지 않을 때는, 사람이 조작하지 않는 한 모터가 구동되지 않는 모드인 정지 위치에 자동 복귀하기 때문에, 안심하여 조작할 수 있다.

제4 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스토퍼를 후퇴시키지 않는 한 통상 모드와 정지 사이에서 전환되지 않기 때문에, 정지 및 후퇴 모드로부터 의도하지 않는 통상 모드로 전환이 방지되고, 그 반대의 전환도 방지할 수 있다.

제5, 제6 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 모드 스위치의 조작부를 복수(2개)로 나누었기 때문에, 통상 모드와 후퇴 모드의 구별이 명료하다.

제7 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 미리 설정한 일정한 미차속으로 전동 차량을 후퇴시킬 수 있다.

제8 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스로틀 개방도에 따라 미속 레인지 내의 속도로 전동 차량을 후퇴시킬 수 있다.

제9 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 미속 레인지보다 더 저속으로 전동 차량을 주행시키는 크리프 영역을 형성하는 것에 의해, 모드 스위치를 전환한 것만으로 그 전환 후의 모드에서 갑자기 작동하지 않는다.

제10 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 전동 차량이 전도되어 있을 때는 이것을 일으키고자 하기 위해 그립 근방의 모드 스위치에 닿았다고 해도, 불필요한 미속 제어를 행하지 않도록 할 수 있다.

제11 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 운전자가 시트에 착좌하고 있을 때에 전동 차량을 예정된 미차속으로 후퇴시킬 수 있다.

제12 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 끌고 가는 속도보다 차속이 작을 때에, 통상 행해지는 끌고 가는 속도보다 작은 미차속으로 전동 차량을 후퇴시기기 때문에, 속도에 제한을 마련하는 것에 의해, 운전자가 조작할 수 있는 속도 영역에서 미속 제어를 행할 수 있다.

제13 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 끌고 가는 속도보다 차속이 클 때에, 전동 차량을 정지시키기 때문에, 사람이 끌고 갈 수 있는 속도를 초과하여 전동 차량이 움직이지 않도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어 장치를 적용하는 데 적합한 전동 차량을 도시하는 좌측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따는 전동 차량에서의 모드 스위치를 포함하는 좌측 핸들 그립부의 외관도.
도 3은 모드 스위치의 단면도.
도 4는 각 모드에 대응하는 모드 스위치의 전환 위치를 도시하는 도면.
도 5는 전동 차량의 제어 시스템 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 제어 시스템의 동작을 도시하는 흐름도.
도 7은 제2 실시형태에 따른 모드 스위치를 포함하는 좌측 핸들 그립의 외관도.
도 8은 제2 실시형태에 따른 모드 스위치의 단면도.
도 9는 제2 실시형태에 따른 각 모드에 대응하는 모드 스위치의 전환 위치를 도시하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어 장치를 구비한 전동 차량의 좌측면도이다. 전동 차량(1)은 저상 플로어를 갖는 스쿠터형 이륜차이며, 차체 프레임(3)에 각 구성 부분이 직접 또는 다른 부재를 통해 간접적으로 부착되어 있다. 차체 프레임(3)은, 헤드 파이프(31)와, 헤드 파이프(31)에 선단이 접합되어 후단이 하측으로 연장되어 있는 프론트 프레임 부분(32)과, 프론트 프레임 부분(32)으로부터 차체 폭방향 좌우에 각각 분기되어 차체 후방 근처에 연장되어 있는 한 쌍의 메인 프레임 부분(33)과, 메인 프레임 부분(33)으로부터 차체 상측 후방으로 연장되어 있는 리어 프레임 부분(36)을 포함한다.

헤드 파이프(31)에는, 전륜(WF)을 지지하는 프론트 포크(2)가 조향 가능하게 지지된다. 프론트 포크(2)로부터 상부로 연장되어 헤드 파이프(31)로 지지되는 스티어링 축(41)의 상부에는, 액셀 그립을 갖는 스티어링 핸들(46)이 연결된다. 스티어링 핸들(46)에는, 액셀 그립의 회동각 즉, 슬로틀 개방도(TH)를 검지하는 스로틀 센서(23)가 설치된다.

헤드 파이프(31)의 전측부에는 파이프를 포함하는 브래킷(37)이 결합되고, 이 브래킷(37)의 전단(前端)부에는, 헤드라이트(25)가 부착되며, 헤드라이트(25)의 위쪽에는 브래킷(37)으로 지지되는 프론트 캐리어(26)가 설치된다.

차체 프레임(3)의, 메인 프레임 부분(33)과 리어 프레임 부분(36)의 중간 영역에 차체 후방을 향해 연장되는 브래킷(34)이 접합되어 있고, 이 브래킷(34)에는, 차체 폭방향으로 연장되어 있는 피봇축(35)이 설치되며, 이 피봇축(35)에 의해 스윙 아암(17)이 상하 요동 가능하게 지지된다. 스윙 아암(17)에는, 차량 구동원으로서의 모터(18)가 설치되고, 모터(18)의 출력은 후륜 차축(19)에 전달되어, 후륜 차축(19)에 지지된 후륜(WR)을 구동한다. 후륜 차축(19)을 포함하는 하우징과 리어 프레임 부분(36)은, 리어 서스펜션(20)에 의해 연결된다. 또한, 스윙 아암(17)에는, 모터(18)의 회전수를 검출하는 차속 센서(30)로서의 회전수 센서가 설치된다.

브래킷(34)에는, 정차중에 차체를 지지하는 사이드 스탠드(24)가 설치되고, 사이드 스탠드(24)는, 상기 사이드 스탠드(24)가 정해진 위치에 수납되어 있을 때에 검출 신호를 출력하는 사이드 스탠드 스위치(28)를 갖는다.

메인 프레임 부분(33)에는, 복수의 배터리셀을 포함하는 고전압(예컨대 72 볼트 정격)의 메인 배터리(4)가 탑재되고, 메인 배터리(4)의 상부는 커버(40)로 덮인다. 메인 배터리(4)의 전측부에는, 공기 도입 파이프(38)가 연결되고, 메인 배터리(4)의 후측부에는 흡기팬(39)이 설치된다. 흡기팬(39)에 의해 공기 도입 파이프(38)로부터 메인 배터리(4)에 공기가 도입되고, 이 공기는 메인 배터리(4)를 냉각한 후, 차체 후방으로 배출된다. 또한, 공기 도입 파이프(38)에는, 도시하지 않는 에어클리너를 통해 공기를 도입하는 것이 좋다.

리어 프레임 부분(36) 위에는 메인 배터리(4)를 충전하는 충전기로부터 연장되는 충전 케이블(42)의 플러그(43)를 결합할 수 있는 소켓(44)이 설치된다. 리어 프레임 부분(36)에는, 리어 캐리어(29)나 테일 라이트(27)가 더 설치된다.

좌우 한 쌍의 리어 프레임 부분(36) 사이에는 짐칸(50)이 설치되고, 이 짐칸(50)로부터 하부에 돌출되어 있는 짐칸 바닥부(51)에는, 메인 배터리(4)로 충전되는 저전압(예컨대, 12 볼트 정격)의 서브 배터리(5)가 수용된다. 스윙 아암(17)에는, 모터(18)를 제어하는 파워 드라이브 유닛(PDU)(45)이 설치된다.

짐칸(50) 위에는, 짐칸(50)의 덮개를 겸용하는 운전자 시트(21)가 설치되고, 운전자 시트(21)에는, 운전자가 착좌했을 때에 작동하여 착좌 신호를 출력하는 시트 스위치(22)가 설치된다. 또한, 예컨대 짐칸(50)의 바닥부에, 전동 차량(1)의 좌우 방향의 경사 각도를 검출하는 경사 센서를 설치할 수 있다.

도 2는 모드 스위치의 외관을 도시하는 도면이다. 도 2에서, 모드 스위치(49)는 전동 차량(1)의 주행 모드를 선택하기 위해 설치된다. 주행 모드는, 통상 모드 및 후퇴 모드이다. 후퇴 모드에서는 통상 모드보다 저속의 미속 레인지에서 전동 차량(1)을 후퇴시키는 미속 후퇴 모드에 추가로, 미속 레인지에서 전동 차량(1)을 전진시킬 수 있는 미속 전진 모드를 설치할 수 있다. 통상 모드는, 전동 차량(1)을 액셀 조작에 따라 임의의 속도로 전방으로 통상 주행시킨다. 미속 전진 모드에서는, 사람의 보행 속도에 상당하는 매시 3 ㎞∼5 ㎞의 속도(이하, 「미속」으로 함)로 전동 차량(1)을 전진시킨다. 미속 후퇴 모드에서는, 전동 차량(1)을 미속으로 후방으로 주행, 즉 후퇴시킨다.

모드 스위치(49)는, 전동 차량(1)의 스티어링 핸들(46)의 좌단부에 설치되는 좌측 그립(52)의 우측에 인접하는 스위치 케이스(53)에 설치된다. 모드 스위치(49)를 스티어링 핸들(46)의 좌측에 설치하는 것은, 통상 스티어링 핸들(46)의 우측에 설치되는 액셀 그립에 의한 액셀 조작과는 분리된 별개의 조작으로서 모드 전환 조작을 위치시키기 위해서이다. 따라서, 모드 스위치(49)는 좌측 그립(52)에 인접시키는 것이 바람직하지만, 우측 그립에 인접시켜 설치하여도 좋다.

모드 스위치(49)는, 스위치 케이스(53)의 외부에 돌출시키고 있는 조작부(노브)(54)와 노브(54)로부터 스위치 케이스(53) 안으로 연장되어 스위치 케이스(53)에 지지되는 로드(55)를 구비한다. 스위치 케이스(53)에는, 로드(55)를 각 모드에 따른 위치에 안내하는 가이드 홈(56)이 설치된다.

가이드 홈(56)은, 전동 차량(1)의 전방측의 미속 전진 모드 위치(FM)와 후방측의 미속 후퇴 모드 위치(RM) 사이에서 로드를 변위 가능하게 하기 위한 전후 홈(561)과, 전후 홈(561)의 중앙부로부터 전동 차량(1)의 좌측에 로드(55)를 변위 가능하게 하기 위한 가로 홈(562)을 포함하는 T자형으로 형성된다. 가로 홈(562)의 좌단은 통상 모드 위치(NM)이다. 세로 홈(561)과 가로 홈(562)의 교차부는 정지 위치(ST)이고, 이 정지 위치(ST)에 노브(54)가 위치한 상태에서는 액셀 조작에 의해서도 스로틀 개방도(TH)가 개방되어도 모터(18)는 구동되지 않아 전동 차량(1)은 주행되지 않는다.

통상 모드 위치(NM)에 로드(55)를 유지하기 위해, 가로 홈(562)측에 선단이 돌출되는 스토퍼(57)가 설치된다. 스토퍼(57)는 선단이 테이퍼형으로 형성되어, 전체적으로는 원기둥형의 부재이고, 세로 홈(561)을 따른 방향으로 변위 가능하게 설치된다. 즉, 스토퍼(57)는 스위치 케이스(53)의 내부에 돌출된 리브(531)에 유지되고, 스프링(58)에 의해 후단을 눌러 가로 홈(562)측으로 압출되어 있다.

도 3은 모드 스위치(49)의 구조를 도시하는 스위치 케이스(53)의 단면도이다. 도 3에서, 스위칭 케이스(53)의 벽부(532)에는, 로드(55)의 일단을 지지하는 베어링(59)이 설치된다. 베어링(59)은 로드(55)의 일단에 결합된 링 부재(551)로부터 전후 홈(561)의 긴 길이 방향으로 연장되는 제1 지지축을 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링(591)과, 링 부재(551)를 관통하여 가로 홈(562)의 긴 길이 방향으로 연장되는 제2 지지축(553)을 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링(592)을 포함하는 회전 베어링이다.

로드(55) 중, 노브(54)에 가까운 측에는 전후 홈(561)의 긴 길이 방향으로 연장되는 리턴 스프링(60, 61)의 일단이 결합된다. 리턴 스프링(60, 61)의 타단은, 스위치 케이스(53)의 벽면 내측으로 돌출된 리브(533, 534)에 각각 결합된다. 리턴 스프링(60, 61)은, 자유 상태에서 로드(55)가 가이드 홈(56)의 정지 위치(ST)에서 밸런스가 유지되도록 스프링 상수가 설정된다.

로드(55)의 외주에는 가동 전극(62)이 설치되고, 또한 로드(55)의 둘레에는 미속 전진 모드 전극(63), 미속 후퇴 모드 전극(64), 및 통상 모드 전극(65)(점선으로 도시)이 배치되어, 벽부(532)에 세워져 설치되는 절연벽(66)에 의해 유지된다. 절연벽(66)은 원통 형상으로서 그 내주면에 전극(63, 64 및 65)이 배치된다. 전극(62, 63, 64, 65)에는, 각각 도선(67, 68, 69, 70)이 접속되고, 이들 도선(67∼70)은 후술하는 제어 유닛에 접속된다.

도 4는 모드 스위치(49)에서의 노브(54)의 위치와 모드와의 대응을 도시한 도면이다. 도 4의 (a)에 도시하는 정지 모드에서, 노브(54)와 로드(55)는, 가동 전극(62)이, 미속 전진 모드 전극(63), 미속 후퇴 모드 전극(64), 및 통상 모드 전극(65) 중 어느 것과도 접촉하지 않는 정지 위치(ST)에 있다. 도 4의 (b)의 미속 전진 모드에서, 노브(54)와 로드(55)는, 가동 전극(62)이 미속 전진 모드 전극(63)과 접촉하는 미속 전진 모드 위치(FM)에 있다. 도 4의 (c)의 후퇴 모드에서, 노브(54)와 로드(55)는, 가동 전극(62)이 미속 후퇴 모드 전극(64)과 접촉하는 미속 후퇴 모드 위치(RM)에 있다. 그리고, 도 4의 (d)의 통상 모드에서, 노브(54)와 로드(55)는, 가동 전극(62)이 통상 모드 전극(65)과 접촉하는 통상 모드 위치(NM)에 있다.

모드 스위치(49)의 동작에 있어서, 외력을 가하지 않는 상태, 즉 스위치 조작하지 않는 상태에서는, 리턴 스프링(60, 61)에 의해, 노브(54)는 정지 위치(ST)에 유지된다. 이 상태로부터 노브(54)를 전동 차량(1)의 좌측 방향으로 조작하면, 로드(55)가 스토퍼(57)의 선단에 접촉하기 때문에 조작자는 부하를 느낀다. 거기에서 힘을 더 가하여 노브(54)를 좌측 방향으로 조작하면, 스토퍼(57)의 선단 테이퍼부에 상기 스토퍼(57)를 후퇴시키는 분력이 작용하여, 스토퍼(57)는 스프링(58)을 압축하여 후퇴하고, 로드(55)는 스토퍼(57)의 선단을 넘어 가로 홈(562)의 좌단 즉 통상 모드 위치(NM)로 변위된다.

통상 모드 위치(NM)로부터 노브(54)를 우측 방향으로 조작하면, 로드(55)는 좌측 방향으로부터 우측 방향으로 스토퍼(57)의 선단을 넘어 정지 위치(ST)로 복귀시킬 수 있다. 정지 위치(ST)로부터 노브(54)를 전방으로 밀면 로드(55)는 미속 전진 모드 위치(FM)로 변위하고, 노브(54)를 전방으로 미는 동안, 전진 모드가 선택된다. 노브(54)로부터 손을 떼면, 로드(55)는 리턴 스프링(60, 61)의 작용으로 정지 위치(ST)로 복귀되기 때문에, 거기에서 노브(54)를 후방[전동 차량(1)의 후방측]으로 당기는 조작을 하면, 로드(55)는 미속 후퇴 모드 위치(RM)로 변위하여, 노브(54)를 후방으로 당기는 동안, 후퇴 모드가 선택된다.

상기 구성에 있어서, 통상 운전시에는, 모드 스위치(49)를 조작하여 통상 모드를 선택한다. 모드 스위치(49)는 조작을 가하지 않는 한, 통상 모드 위치(NM)에 유지되기 때문에, 운전자는 액셀 그립[스티어링 핸들(46)의 우단에 설치됨]을 조작하여 전동 차량(1)을 전진 주행시킬 수 있다. 미속 주행시에는, 모드 스위치(49)를 조작하여 미속 전진 모드 또는 미속 후퇴 모드를 선택한다. 미속 전진 모드 및 미속 후퇴 모드에서는, 통상 모드와 비교하여 액셀 그립 조작에 대응하는 속도 레인지가 저속측의 미속 레인지로 전환된다. 따라서, 액셀 그립을 최대로 조작한 경우, 차속을 미차속의 최대값(예컨대, 매시 5 ㎞)으로 제한하도록, 모터(18)에 출력 지시가 공급된다.

도 5는 모터(18)의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다. 제어 시스템(100)은, 스로틀 센서(23), 차속 센서(30), 시트 스위치(22), 경사 센서(47) 및 모드 스위치(49)의 검출 신호가 입력되고, 이들 검출 신호에 따라, 전동 차량(1)을 전진 및 미속 전진·후퇴시키도록 모터(18)를 구동하는 구동부(81)를 갖는 제어 유닛(80)이 포함된다.

제어 유닛(80)은, 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 구동부(81)와, 처리 시작 판정부(82)와, 모드 판별부(83)와, 통상 주행 제어부(84)와, 미속 주행 제어부(85)와, 크리프 제어부(86)를 갖는다. 처리 시작 판정부(82)는 스로틀 센서(23)의 출력이 스로틀 개방도(TH)가 제로를 나타내고, 차속 센서(30)가 제로의 차속(V)을 나타내며, 시트 스위치(22) 및 경사 센서(47)가 오프 신호를 출력하고 있을 때에 주행 제어를 시작하는 기동 지령을 더 출력한다. 모드 판별부(83)는 기동 지령에 응답하여 모드 스위치(49)의 전환 위치를 판별한다.

통상 주행 제어부(84), 미속 주행 제어부(85), 및 크리프 제어부(86)는 모드 판별부(83)에서 판별된 모드에 따라 압박된다. 통상 주행 제어부(84)는 모드 판별부(83)에서 통상 모드로 판별되었을 때에 스로틀 개방도(TH)에 따른 통상 속도 지령을 구동부(81)에 입력한다. 미속 주행 제어부(85)는, 모드 판별부(83)에서 미속 전진 모드 또는 미속 후퇴 모드로 판별되었을 때에, 모드에 따라, 스로틀 개방도(TH)에 따른 미속 전진 속도 지령 및 미속 후퇴 속도 지령 중 어느 하나를 구동부(81)에 입력한다. 크리프 제어부(86)는, 모드 판별부(83)에서 모드가 미속 전진 모드 및 미속 후퇴 모드 중 어느 하나로 판별되고, 스로틀 개방도(TH)가 정해진 크리프 영역(DZ)이었을 때에, 모드에 따라, 고정값인 크리프 차속을 얻을 수 있는 크리프 전진 속도 지령 및 크리프 후퇴 속도 지령 중 어느 하나를 구동부(81)에 입력한다.

미속 주행 제어부(85)의 입력측에 속도 레인지 전환부(87)를 설치하여, 통상 주행 제어부(84) 및 미속 주행 제어부(85)가, 각각 스로틀 센서(23)로부터의 동일 입력값에 대하여 서로 상이한 속도 레인지에서의 속도 지령을 출력하도록 설정한다.

또한, 통상 주행 제어부(84) 및 미속 주행 제어부(85)는, 스로틀 센서(23)로부터의 동일 입력값에 대하여 동일한 속도 지령을 출력하도록, 속도 레인지 전환부(87)는 임의의 기능으로 하여도 좋다.

도 6은 제어 시스템의 동작을 도시하는 흐름도이다. 도 6에서, 단계 S1에서는 스로틀 센서(23)의 출력을 기초로 하여 스로틀 개방도(TH)가 완전 폐쇄인지의 여부를 판단한다. 단계 S2에서는 차속 센서(30)의 출력을 기초로 하여 차속(V)이 제로인지의 여부를 판단한다. 단계 S3에서는 시트(21)에 운전자가 착좌하고 있는지의 여부를 스위치(22)의 출력을 기초로 하여 판단한다. 시트 스위치(22)는 운전자가 착좌하고 있는 상태에서는 출력이 온이 되도록 설정되는 것이다. 단계 S4에서는 모드 스위치(49)가 정지 위치(ST)에 있는지의 여부가 판단된다. 단계 S5에서는 전동 차량(1)이 전도되어 있지 않는 것을 경사 센서(47)의 출력을 기초로 하여 판단한다. 경사 센서(47)는 전동 차량(1)이 전도 판단 기준 각도 이상 경사져 있을 때에 출력이 온으로부터 오프로 전환되도록 설정되는 것이다.

단계 S1∼S5 중 어느 하나라도 부정의 판단이 이루어지면, 단계 S6으로 진행하여 모터(18)의 속도를 제로로 하는 속도 0 지령을 출력한다. 단계 S1∼S5가 모두 긍정의 판단이 되면 단계 S7로 진행하여 모드 스위치(49)가 통상 모드 위치(NM)에 있는지의 여부가 판단된다.

단계 S1∼S4의 처리에 의해, 모든 스위치 및 센서가 제로 또는 오프로 되어 있고, 새로 스위치 및 센서가 온 또는 제로 이외의 출력을 나타내지 않는 경우는, 모터(18)를 시동시키지 않도록 하고 있다. 따라서, 어느 하나의 스위치가 온 또는 제로 이외의 출력을 발생하고 있는 경우, 예컨대 스로틀이 개방되어 있는 경우에는, 운전자가 의식적으로 액셀 그립을 확실히 폐쇄하는 조작을 하여 완전 폐쇄로 한 후에, 모터(18)를 시동시키기 위한 처리로 이행한다. 전동 차량(1)을 운전자의 확실한 의사에 의해 시동시킬 수 있도록 하기 위해서이다.

단계 S1∼S5가 모두 긍정의 판단이면, 단계 S7으로 진행한다. 단계 S7에서 모드 스위치(49)가 통상 모드 위치(NM)에 있는 긍정의 판단이 이루어지면, 단계 S8로 진행하여 스로틀 개방도(TH)에 따른 통상 속도 지령을 모터(18)의 구동부(81)에 출력한다.

단계 S7이 부정인 경우, 단계 S9로 진행하여 스로틀 센서(23)의 출력을 기초로 하여 스로틀 개방도(TH)가 완전 폐쇄인지의 여부를 판단한다. 단계 S9가 긍정이면, 단계 S10으로 진행하여 차속 센서(30)의 출력을 기초로 하여 차속(V)이 예정된 기준 차속(Vref) 이하인지의 여부를 판단한다. 이 단계 S10의 처리는 모드 판별부(83)의 기능으로서 부가할 수 있다. 기준 차속(Vref)은 미차속의 최대값으로서 전동 차량(1)을 사람이 끌고 갈 수 있는 정도의 값으로 설정한다. 예컨대, 매시 6 ㎞로 한다.

단계 S10이 긍정이면, 단계 S11으로 진행하여 모드 스위치(49)가 미속 전진 모드 위치(FM)에 있는지의 여부를 판단한다. 단계 S11이 긍정이면, 단계 S12로 진행하여 스로틀 개방도(TH)가 정해진 크리프 영역(DZ) 이상인지의 여부를 판단한다. 크리프 영역(DZ)은 스로틀 개방도(TH)의 미소 영역, 예컨대 액셀 그립의 조작 회전 각도로 1∼3도의 범위에 설정한다. 스로틀 개방도(TH)가 크리프 영역(DZ) 이상이면 단계 S13으로 진행하여 속도 레인지를 미속 레인지로 전환한다. 단계 S14에서는 스로틀 개방도(TH)에 따른 미속 전진 속도 지령을 모터(18)의 구동부(81)에 출력한다. 단계 S12가 부정이면 단계 S15로 진행하여 크리프 전진 속도 지령을 모터(18)의 구동부(81)에 출력한다. 이 크리프 전진 속도 지령은 정해진 크리프 속도(예컨대, 매시 2 ㎞)로 전동 차량(1)을 전진시킬 수 있는 모터(18)의 출력에 상당하는 것이다.

단계 S11이 부정이면, 단계 S16으로 진행하여 모드 스위치(49)가 미속 후퇴 모드 위치(RM)에 있는지의 여부를 판단한다. 단계 S16이 긍정이면, 단계 S17로 진행하여 스로틀 개방도(TH)가 정해진 크리프 영역(DZ) 이상인지의 여부를 판단한다. 단계 S17이 긍정이면, 단계 S18로 진행하여 속도 레인지를 미속 레인지로 전환한다. 단계 S19에서는 스로틀 개방도(TH)에 따른 미속 후퇴 속도 지령을 모터(18)의 구동부(81)에 출력한다. 단계 S17가 부정이면 단계 S20으로 진행하여 크리프 후퇴 속도 지령을 모터(18)의 구동부(81)에 출력한다. 이 크리프 후퇴 속도 지령은 정해진 크리프 속도(예컨대, 매시 1 ㎞)로 전동 차량(1)을 후퇴시킬 수 있고 모터(18)의 출력에 상당하는 것이다. 단계 S16이 부정이면, 단계 S21로 진행하여 모터(18)의 속도를 제로로 하는 속도 0 지령을 출력한다.

또한 단계 S1∼S3, 및 단계 S5는 임의의 처리이고, 그 모두 또는 일부를 생략하여도 좋다. 단, 적어도 단계 S1 및 S2에 의해 스로틀(TH)이 제로이며, 차속(V)이 제로인 것은 필수로 하는 것이 좋다.

도 7은 제2 실시형태에 따른 모드 스위치의 외관도이다. 제2 실시형태에서는, 모드 스위치(49)를 2종류의 스위치부로 구성한다. 스위치 케이스(53)에서, 좌측 그립(52) 근처에 푸시 스위치(71)를 배치하고, 푸시 스위치(71)와 인접하여 좌측 그립(52)으로부터 먼 측에 전동 차량(1)의 전후 방향으로 조작 가능한 슬라이드 스위치(72)를 배치한다. 푸시 스위치(71)는, 압입하는 조작을 하면 압입한 위치에서 고정되고, 쌍이 되어 접점부를 구성하는 한쪽 전극과 다른 쪽 전극이 접속되며, 그 상태로부터 재차 압입하는 조작을 조작하면 양전극의 접촉이 해제되어 중립 위치가 되는 형식의 스위치다. 이러한 푸시 스위치는 주지의 것을 사용할 수 있다.

슬라이드 스위치(72)는, 스위치 케이스(53)의 외부에 돌출시키고 있는 노브(73)와 노브(73)로부터 스위치 케이스(53) 안으로 연장되어 스위치 케이스(53)에 지지되는 로드(74)를 구비한다. 스위치 케이스(53)에는, 로드(74)를 각 모드에 따른 위치에 안내하는 가이드 홈(75)이 형성된다.

가이드 홈(75)은, 전동 차량(1)의 전방측의 미속 전진 모드 위치(FM)와 후방측의 미속 후퇴 모드 위치(RM) 사이에서 로드(74)를 변위 가능하게 하기 위한 긴 구멍이다. 가이드 홈(75)의 중간부는 정지 위치(ST)이다.

도 8은 슬라이드 스위치(72)의 구조를 도시하는 스위치 케이스의 단면도이다. 도 8에서, 스위치 케이스(53)의 벽부(532)에는, 로드(74)의 일단을 지지하는 베어링(76)이 설치된다. 베어링(76)은 로드(74)의 일단에 결합된 링 부재(741)를 관통하여 가이드 홈(75)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 지지축(742)을 회전 가능하게 지지한다.

로드(74) 중, 노브(73)에 가까운 측에 가이드 홈(75)의 긴 길이 방향으로 연장되는 스프링(리턴 스프링)(78, 79)의 일단이 결합된다. 리턴 스프링(78, 79)의 타단은, 스위치 케이스(53)의 벽면 내부에 결합된다. 리턴 스프링(78, 79)은 자유 상태에서 로드(74)가 가이드 홈(75)의 정지 위치(ST)에서 밸런스를 유지하여 그 상태로 유지되도록 스프링 상수가 설정된다.

로드(74)의 외주에는 가동 전극(88)이 설치되고, 또한 로드(74)의 둘레에는 미속 전진 모드 전극(89) 및 미속 후퇴 모드 전극(90)이 배치되며, 절연벽(91)에 의해 유지된다. 전극(88, 89, 90)에는, 각각 도선(92, 93, 94)이 접속되고, 이들 도선(92∼94)은 제어 시스템의 제어 유닛(80)으로 연장된다.

푸시 스위치(71) 및 슬라이드 스위치(72)를 포함하는 모드 스위치(49)는, 단일 조작부를 갖는 모드 스위치와 마찬가지로, 도 5에 관해서 설명한 제어 시스템(100)에 내장할 수 있다. 그리고, 푸시 스위치(71) 및 슬라이드 스위치(72)의 검출 신호는 제어 유닛(80)의 모드 판별부(83)에 통상 모드, 미속 전진 모드 및 미속 후퇴 모드를 나타내는 정보로서 입력된다.

도 9는 푸시 스위치(71) 및 슬라이드 스위치(72)의 위치와 모드와의 대응을 도시하는 도면이다. 도 9의 정지 모드에서는, 푸시 스위치(71)는 눌려 있지 않고 슬라이드 스위치(72)는 정지 위치(ST)에 있고, 슬라이드 스위치(72)의 가동 전극(88)은, 미속 전진 모드 전극(89) 및 미속 후퇴 모드 전극(90) 중 어느 것과도 접촉하지 않는다. 도 9의 전진 모드에서, 푸시 스위치(71)는 눌려 있지 않고 슬라이드 스위치(72)는 전진 모드 위치(FM)에 있고, 슬라이드 스위치(72)의 가동 전극(88)은 미속 전진 모드 전극(89)과 접촉한다. 도 9의 미속 후퇴 모드에서는, 푸시 스위치(71)는 눌려 있지 않고 슬라이드 스위치(72)는 미속 후퇴 모드 위치(RM)에 있고, 가동 전극(88)은 미속 후퇴 모드 전극(90)과 접촉한다. 그리고, 도 9의 통상 모드에서는, 푸시 스위치(71)는 눌려 있고, 이 상태에서는 슬라이드 스위치(72)는 기능하지 않고, 슬라이드 스위치(72)가 어느 위치에 있는지에 상관없이 통상 모드가 선택된다. 모드 판별부(83)는, 푸시 스위치(71)가 눌려 있는 것을 나타내는 온 신호가 입력된 경우는, 슬라이드 스위치(72)의 검출 신호를 무효로 하도록 구성된다.

본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 청구항에 기재된 범위 내에서 한층 더 변형할 수 있다. 예컨대 전동 차량(1)은 2륜차에 한하지 않고, 안장형의 3륜차나 4륜차에도 적용할 수 있다. 또한, 후퇴 모드는 미속 전진 모드 및 미속 후퇴 모드 중, 미속 후퇴 모드만으로 할 수도 있다.

23: 스로틀 센서, 30: 차속 센서, 46: 스티어링 핸들, 49: 모드 스위치, 52: 그립, 53: 스위치 케이스, 54: 조작부, 55: 로드, 56: 가이드 홈, 57: 스토퍼, 59: 베어링, 60, 61: 리턴 스프링, 72: 슬라이드 스위치, 80: 제어 유닛, 81: 구동부, 82: 처리 시작 판정부, 83: 모드 판별부, 84: 통상 주행 제어부, 85: 미속 주행 제어부, 86: 크리프 제어부, 87: 속도 레인지 전환부, 100: 제어 시스템

Claims

액셀 조작 수단에 의한 액셀 조작량을 검출하는 스로틀 센서의 출력에 따른 속도 지령에 따라 차량을 주행시키는 모터(18)를 구비하는 전동 차량의 제어 장치에 있어서,
상기 액셀 조작 수단과는 별개로 설치되고, 차량의 통상 모드 및 후퇴 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드 스위치(49)와,
적어도 액셀 그립의 회동각인 스로틀 개방도(TH)가 제로이며, 차속(V)이 제로인 것을 전제로 하여 상기 모드 스위치(49)에 의해 후퇴 모드가 선택되어 있는 것을 판별하는 모드 판별부(83)와,
모드 판별부(83)에 의해 후퇴 모드가 선택되어 있는 경우는, 통상 모드시의 최대 차속보다 작은 차속을 최대 속도로 하는 미속(微速) 레인지 내에서 결정되는 미속 후퇴 지령을 상기 모터(18)에 공급하는 구동부(81)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 모드 스위치(49)는, 단일의 조작부(54)에 의한 조작 위치에 대응하여, 차량의 통상 모드 및 후퇴 모드에 추가로, 정지를 선택할 수 있게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 모드 스위치(49)는, 통상 모드, 후퇴 모드 및 정지의 각 전환 위치 사이에서 변위 가능하게 구성되고, 조작 외력을 부여하고 있지 않는 자유 상태에서는, 통상 모드 및 후퇴 모드의 전환 위치의 중간부에 설정되는 정지 위치에 상기 모드 스위치(49)를 자동 복귀시키는 리턴 스프링(60, 61)을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 조작부(54)의 조작에 의해 상기 모드 스위치(49)가 압박되었을 때에 스토퍼 해제 위치로 후퇴하여, 조작부(54)가 상기 통상 모드와 정지 위치 사이에서 교대로 변위될 수 있도록 상기 통상 모드와 정지 위치 사이에 배치되는 스토퍼(57)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 모드 스위치(49)는, 통상 모드의 유효 및 무효를 전환하는 제1 스위치(71)와, 상기 제1 스위치(71)가 무효로 전환되어 있을 때에 유효가 되어 정지 및 후퇴 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 제2 스위치(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 스위치(71)는, 초기 위치와 압입한 위치를 가지며, 압입한 위치에서 재차 압입 조작을 하면 초기 위치로 복귀하도록 구성된 푸시 스위치이고, 상기 제2 스위치(72)는, 후퇴 모드 및 정지 위치 사이에서 변위 가능하게 구성되며, 조작 외력을 부여하고 있지 않은 자유 상태에서는 정지 위치에 제2 스위치(72)를 자동 복귀시키는 리턴 스프링(60, 61)을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 미속 후퇴 지령은 상기 미속 레인지 내에 미리 설정되는 고정 차속에 대응하는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 미속 후퇴 지령은 상기 미속 레인지 내에서 상기 스로틀 개방도(TH)에 따라 결정되는 차속에 대응하는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 스로틀 개방도(TH)는 크리프 영역을 가지며, 상기 크리프 영역에서는 상기 미속 레인지보다 작은 값인 크리프 속도 지령을 상기 구동부(81)에 공급하는 크리프 제어부(86)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 전동 차량(1)이 수직으로 서 있는 상태로부터 측방에의 경사 각도를 검출하는 경사 센서(47)를 구비하고,
상기 모드 판별부(83)는, 상기 경사 각도에 기초하여 전동 차량(1)이 전도되지 않는 것이 검출되어 있다고 판단되었을 때에 모드 판별하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 운전자가 시트(21)에 착좌하고 있을 때에 검출 신호를 출력하는 시트 스위치(22)를 구비하고,
상기 모드 판별부(83)는, 운전자가 시트(21)에 착좌하고 있을 때에 모드 판별하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 후퇴 모드에서는, 미리 설정된 전동 차량을 끌고 갈 수 있는 속도보다 차속이 작을 때에, 상기 끌고 가는 속도보다 작은 미차속으로 전동 차량을 주행시키는 미속 후퇴 지령을 상기 구동부에 공급하는 미속 주행 제어부(85)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 후퇴 모드에서는, 미리 설정된 끌고 가는 속도보다 차속이 클 때에, 상기 미속 주행 제어부(85)는, 전동 차량(1)을 정지시키도록 상기 구동부에 속도 지령을 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후퇴 모드는, 상기 미속 레인지 내에서 차량을 전진시키는 미속 전진 모드를 더 포함하고, 상기 모드 스위치(49)는, 후퇴 모드에 포함되는 차량의 전진 및 후퇴를 선택할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제14항에 있어서, 상기 모드 스위치(49)의, 후퇴 모드에서의 전진의 선택 위치와 후퇴의 선택 위치 사이에 정지 위치가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 차량(1)은, 안장형 전동 차량인 것을 특징으로 하는 전동 차량의 제어 장치.