JPH03190501A - 電動車の車速監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、電動車が制限速度値を上回る車速となって走
行するのを防止するための車速監視方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 最近、第６図に示す如き電動車が普及しつつある。該電
動車は、車椅子や杖に代わって、年配者や身体障害者の
活動範囲を拡げることを主な目的として開発されたもの
であるが、ゴルフプレーヤーらがコース間を移動する場
合などにも重宝がられている。

この種電動車は、上記の如く年配者や身体障害者などが
多（利用するものであるから、走行時の車速（スピード
）は非常にゆっくりしたものとしなければならなかった
。そのため従来にあっても、種々様々な措置が講ぜられ
てきた。その一つに、電動車に搭載される走行用モータ
ーに対して、その出力を最大限に利用した場合でも、６
−／ｈの車速しか出せないように、構造的又は電気的な
制限を加えてあった。また、走行用モーター・は、電動
車のハンドル部分１に取り付けられたアクセルレバ−２
を操作することで、その回転数を調節できるようになっ
ているものであるが、該アクセルレバ−２から手を離す
だけでも、電動車にブレーキがかかる仕組みになってい
た。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電動車は、０〜６　ｋｍ　／　ｈまでの加速域を
、前進及び後退のそれぞれにつき、複数段（−船釣には
、低速、中速、高速の３段）に変速できるようになって
いた。そのため、運転者は、自分の運転能力や道路状況
に応じて、車速を選択できるものであった。ところが、
下り坂では、運転者が慎重な運転を希望し２て低速の変
速レンジを選択したとしても、車体総市９に応じた慣性
によって車速か上がり、運転者が予測していた車速（低
速ｌ／ンジの加速域）を上回るようになることがあった
。

また、下り坂にあってその勾配が惣な場所を走行する場
合や、走行用モーターの制御系が故障した場合などには
、６　ｋｍ　／　ｈを上回る車速となることもあった。

このようになると、運転者は慌ててしまって、ブレーキ
レバー３を操作することはもとより、アクセルレバ−２
から手を離すことすらもできなくなってしまうおそれが
あった。そのため、非常に危険な状態となる。

本発明は、上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、電動車が、運転者の予測していた車速を上回って走
行することが決してないようにし、運転者などの安全が
確保できるようにした、電動車の新規な車速監視方法（
以下、本発明方法という）を提供することを目的とする
。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明方法の要旨とするところは、前進及び後退のそれ
ぞれが上限設定速度値を異にして複数段に変速可能な電
動車の車速監視方法において、該電動車は駆動信号及び
制動信号が混在されその始端又は終端に中立信号が（］
加されたパルス編成列を走行用モーターへ繰り返し入力
することで走行されるように成され、前記中立信号の発
信時には前記走行用モーターから誘起される発電電圧を
絶えず測定して車速平均値を演算し、変速各段では咳車
速平均値が各々の上限設定速度値以下の範囲で走行する
ように前記パルス編成列全体に占める駆動信号のデユー
ティ比が制御されており、該車速平均値を前記変速各段
の各−１−限設定速度値よりも若干高めに設計された制
限速度値と比較して異常速度が検知された場合には適宜
の非常停止機構を作動させるようにした点にある。

（作　用） 前進及び後退の変速各段に、各別の−ｈｍ設定速度値よ
りも若干高めの制限速度値を設定することで、この制限
速度値と、電動車の車速とを比較して異常速度を検知で
きるようにしである。そして、車速か異常速度であるこ
とを検知した場合には、例えば、走行用モーターの回転
を機械的強制的に停止させるような適宜の非常停止機構
を作動させて、電動車を停止させるものである。制限速
度値と比較する電動車の車速としては、実際の走行に係
る車速平均値が必要とされるものであり、該車速平均値
は、次の如くして求める。すなわち、走行用モーターは
、パルス編成列全体に占める「駆動信号」のデユーティ
比を異ならせることで回転数が変えられるようになって
おり、これによって電動車における変速各段の車速（」
二限設定速度値）が制御されている。結局、走行用モー
ターは、電動車の駆動輪と常時連動関係を有するもので
あるから、該走行用モーターの回転数を測定すれば、電
動車におけるその時点での車速を知ることができる。そ
こで、前記パルス編成列にあって、その始端又は終端に
付加された「中立信号」の発信時に、走行用モーターが
発電機として作動するのを利用して、このときに誘起さ
れる発電電圧から走行用モーターの回転数を測定するよ
うにした。しか（７、この測定により得られる値からは
、瞬間的な車速しか求められないから、上記測定を、前
記［中立信号Ｊの発信ごとに絶えず繰り返し行い、得ら
れた値の平均値を演算することにより、電動車の車速平
均値を求めるようにした。

（実施例） 以下、本発明を、その実施例を示す図面に基づいて説明
すると次のとおりである。

第１図は、本発明方法の手順を示すフローチャートであ
る０本発明方法は、電動車の実際の走行に係る車速平均
値を、その走行時の変速レンジに応じて各別に設定され
た制限速度値と比較するようにし、この比較によって異
常速度が検知された場合には、適宜の非常停止機構を作
動させるようにしたものである０本発明方法を実施する
上では、第２図に示す如き制御系が用いられる。該制御
系は、第６図に示した電動車などに対して、図中に示す
符号１ａの箇所などに収納されている。まず、この制御
系について簡単に説明する。

該制御系は、中央処理装置４　（以下、ｃｐｔ＋と言う
）から発信される各種の信号に基づいて、電界効果トラ
ンジスター５．６．７　　（以下、ＦＥＴと言う）や正
逆リレー８．９又は電磁ブレーキ１１などを作動させ、
走行用モーター１０の回転状況（加減速乃至停止）を司
るように配線接続されて成る。

例えば、電動車を前進させる場合にあって、ＣＰｕ４は
まず、ＰＥ７５及び６へ「駆動信号」を発信して、Ｆ［
！７５を接続状態にすると共にＰＥ７６を非接続状態に
し、同時に、正逆リレー８及び９の各接点８ａ、　９ａ
をいずれもＮｃ側へ接続する。また勿論、二段増幅型ト
ランジスター１２は通電状態にして、電磁ブレーキ１１
を解放状態にさせる。従って、ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｇ−ｈ
−に−ｍ−Ｉｔ−ｎ−ｏと電気が流れて走行用モーター
！０は正転する。ところで、このままの通電状況を持続
させたのでは、走行用モーターｌＯの回転数はどんどん
高くなり、それに連れて電動車の車速も速くなる。そコ
テ、ＣＰＩＩ　４は、Ｆｌ！Ｔ　５と６との接続状況が
互いに反対になる「制動信号」を発信して、走行用モー
ターｌＯの回転数を抑えるようになっている。すなわち
、該「制動信号」によってＦｆ！７５が非接続状態にさ
れると共にＰＥ７６が接続状態にされると、ｄ−ｇ−ｈ
−に−ａ＋−１−ｎ−ｆ−ｅ−ｄに至る閉回路が形成さ
れる。この場合、走行用モーター１０は、電気の供給が
停止されることから自動的に発電機として作動すること
となる。該走行用モーターｌＯによって誘起された電気
は、上記閉回路を循環するように流れて走行用モーター
１０へ印加されるようになるから、該走行用モーター１
０では、フックの左手及び右手の法則が同時に作用し、
発電制動（制動ブレーキ）が生起するのである。従って
、走行用モーター１０に対して、これら「駆動信号」や
「制動信号」を適度に混在させた状態として連続的に発
信することにより、該走行用モーターｌＯの回転数（電
動車の車速）を所定の値に一定させることができるので
ある。一方、電動車を後退させるには、前記正逆リレー
８及び９の各接点８ａ、　９ａをいずれもＮｏ側へ切り
換えれば、電気は、ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｇ−ｊ−に−ｈ−
１−１−ｎ−ｏと流れて走行用モーター１０は逆転する
。

上記の如き制御系によって駆動制御される電動車は、前
述した如く、前進する場合及び後退する場合のそれぞれ
につき、複数段（本実施例では前後各３段づつ）に変速
可能になっている。この変速各段には、前進時ではＯ〜
６ｋｍ　／　ｈにわたる加速域、また後退時ではＯ〜３
　ｋｍ　／　ｈにわたる加速域に、変速の段数に応じた
上限設定速度値が設定されている。そして、変速各段に
おけるそれぞれの上限設定速度値は、ＣＰＬＩ　４から
発信される「駆動信号」と「制動信号」との混在割合を
制御することによって保持されるものである。

本発明方法は、電動車をある変速レンジで走行させてい
る場合に、実際の車速か、その変速レンジでの上限設定
速度値をある程度上回った場合において、それが異常速
度であることを判断するようにしなければならない、そ
のため、変速各段のそれぞれには、上記した上限設定速
度値とは別に、次表に示す如き制限速度値をも設定する
ようにしである（なお、表中において、上限設定速度値
は単に設定速度と表記し、制限速度値は単に制限速度と
表記した）、すなわち、この表によって明らかなように
、例えば前進の低速レンジを選択している場合であれば
、アクセルレバ−（第６図中の符号２参照）を−杯に操
作した場合に、走行用モーターｌＯは２．０に鳳／ｈの
車速を実現するべく出力するが、急な下り坂を走行した
ときなどにあって、電動車の車速が２．０ｋｍ／ｈを上
回り３．８ｋｍ／ｈニ達した場合には、これを低速前進
時の異常速度であると判断する。

Ｃ単位：に■／ｈ） 〈表〉 次に、本発明方法において、車速か変速各段の制限速度
値を上回っているか否か、即ち異常速度であるか否かを
判断するための具体的な手段を説明する。異常速度の検
知には、当然のことながら、まず、実際の走行に係る車
速を知ることが先決である。なぜなら、実際の走行に係
る車速は、変速レンジの選択位置や、アクセルレバ−（
第６図中の符号２参照）の入力度合によって一義的に支
配されるものではなく、運転者の体重や路面状況によっ
て、その都度異なるようになるからである。

そのため、車速を検出するにあたり、ＣＰυ４からＦＥ
Ｔ　５や６へ発信される「駆動信号」及び「制動信号」
に、更にいずれの信号にも属さない「中立信号」を定期
的に付加させるようにし、該「中立信号」の存在をもっ
て１サイクルを成すパルス編成列を形成させた（パルス
編成列については後述する）、すなわち、ＣＰｔ１４か
らこの「中立信号」が発信されると、ＦＥＴ　５及び６
の双方が、共に非接続状態に切り換えられるようになる
。そのため、走行用モーター１０は、駆動輪からの惰性
回転を受けて発電機として作動することとなる。該走行
用モーター１０によって誘起された発電電圧は、前記Ｐ
Ｈ７５及び６と各並列的に内蔵されたダイオード１３及
び１６を介して電源部１５へと戻されるようにもなるが
、ＦＨＴ　５とＦ［！Ｔ　６との間に接続された回転数
検出部１４へも印加されることとなる。この状況を図示
すれば、第３図の如くである。なお、以下では、「中立
信号」を、ニュートラル信号の頭文字を取ってＮ信号と
言い、「駆動信号」を、アクセル信号から同様にＡ信号
と言い、「制動信号」を、ブレーキ信号から同様にＢ信
号と言う、この第３図によって明らかなように、Ｎ信号
の発信時には、走行用モーターｌＯが無負荷状態となっ
ているから、Ａ信号やＢ信号の発信時とは異なり、回転
数検出部１４で検出される電圧は一定値を保つようにな
る。従って、この電圧値に基づいて走行用モーター１０
０回転数を求めることができ、該回転数から電動車にお
けるその時点での車速を算出できるようになる。

ところで、第４図に示す如く、前記パルス編成列は、１
サイクルが５０ステツプより成るものであって、その１
ステツプは、１万分の５秒（０，５ｍｓ　）あたり１パ
ルス発信されるＡ信号、Ｂ信号及びＮ信号のそれぞれに
よって歩進する（従って、１サイクルの所要時間は２５
ｍ５である）、そして、前記Ｎ信号は、必ず、パルス編
成列の始端又は終端に位置付けられるようになっており
、２〜３パルスが連続するようになっている。すなわち
、上記した如くＮ信号の発信時にあって電動車の車速が
算出できたとしても、該車速は、Ｎ信号が発信されたご
く短い時間（１〜１．５ｍｓ　）の瞬間的なものでしか
ない、そこで、本発明方法では、パルス編成列が繰り返
されるたびに発信されるようになるＮ信号に対して、そ
の都度、回転数検出部１４で検出される電圧値を測定し
、これを所定時間（例えば３秒間程度）にわたって行い
、得られた複数の値から車速平均値を求めるようにした
。なお、第５図に示す如く、パルス編成列全体に占める
Ａ信号の混在割合をデユーティ比と言うが、該デユーテ
ィ比は小さくなる程、パルス編成列内でＢ信号の占める
割合が高くなって、電動車の車速を低速にすることがで
き、反対に大きくなる程、へ信号の占める割合が高くな
って、電動車の車速を高速にすることができる。しかし
、電動車が余程の暴走状態を起こさない限り、デユーテ
ィ比がどのように変化しようとも、パルス編成列内でＮ
信号が不存在となることはない、そのため、上記の如き
車速平均値の算出は、定期的且つ確実的に行われるもの
となる。

このように、電動車における実際の走行に係る車速平均
値が算出されたなら、該車速平均値を、前記変速各段の
制限速度値と比較する。そして、この比較によって異常
速度が検知された場合は、適宜の非常停止機構を作動さ
せる。該非常停止機構としては、例えば、第２図に示し
た電磁ブレーキ１１が挙げられる。すなわち、二段増幅
型トランジスター１２を非導通状態にすればよい、但し
、中速又は高速の変速レンジを選択して走行している場
合にあって、その走行途中で、−段低いレンジへの切り
換えを行った場合には、その切り換えに伴って制限速度
値も一段低い値へ移行されることとなる。しかし、電動
車の車速は、変速レンジの切り換えと同時に急激に減速
されるものではないから、切り換え後の変速レンジに設
定されている制限速度よりも、車速か上回ることがある
。このような場合にも一様に非常停止機構が作動したの
では、却って危険であるから、変速レンジが切り換えら
れた時には、車速平均値の算出又は該車速平均値と制限
速度値との比較を暫時（２〜３秒の間）見合わせるよう
にするとよい、また、アクセルレバ−（第６図中の符号
２参照）を戻した場合には、前述した如く電動車に制動
ブレーキが作動するようになっているので、この場合も
同様に、車速平均値の算出又は該車速平均値と制限速度
値との比較を暫時見合わせるようにするとよい。

なお、上記の如き非常時とは異なり、通常の走行時にあ
っては、回転数検出部１４での電圧値から求められた車
速平均値を、選択された変速レンジの上限設定速度値と
、アクルレバーによる速度入力度合とに基づいて比較し
、その差に応じてデユーティ比を変化させて、電動車の
車速を制御するようになっている。

（別態様の検討） 電動車には、第６図に示した如き乗用車タイプをはじめ
、車椅子タイプのもの、荷車タイプのものがあり、その
他にもフォークリフトなどの産業車両タイプがある。本
発明方法は、これら全てのタイプについて実施できるも
のである。このように、本発明方法の細部にわたる構成
は、実施の態様に応じて適宜変更可能である。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明に係る電動車の車
速監視方法によれば、変速各段のそれぞれについて各別
の制限速度値が設定されたものである。そのため、電動
車が、運転者の予測していた車速（選択レンジの加速域
）を上回って走行しようとする場合には、運転者が何等
特別の操作をしなくとも、電動車の非常停止機構が作動
するようになる。従って、運転者はもとより、その周囲
に居る者などに対しても安全が図られるようになる。な
お、制御能力の範囲を越えた急勾配の下り坂では、車体
総［１に関係して加速されるから非常に危険であるが、
このような場合、一般には、低速又は中速の変速レンジ
を選択していることが多い、しかるに、本発明方法では
、低速や中速の変速レンジには、制限速度値についても
それ相応の低い値が設定されているから、非常停止機構
が作動する時点の車速も比較的低速であり、停止時の衝
撃も小さくて済む、また、制御系も、作動電圧の低い時
点で回路が切断されるようになるから、不要な故障を招
来しなくて済む等、幾多の優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法のフローチャートを示す図、第２図
は本発明方法を実施する上で用いられる制御系を示す回
路図、第３図は駆動信号、制動信号。 中立信号に対するモーター電流と回転検出部の電圧との
関係を示す図、第４図はパルス編成列の一例を示す図、
第５図はパルス編成列におけるデユーティ比を説明する
図、第６図は電動車全体を示す斜視図である。 ２・・・アクセルレバ−４・・・中央処理装置（ＣＰＵ
　’）５．６．７・・・電界効果トランジスター（ＦＥ
Ｔ　）８．９・・・正逆リレー　８ａ、　９ａ・・・そ
の接点１０・・・走行用モーター　１１・・・電磁ブレ
ーキ１４・・・回転数検出部　　１５・・・電源部第 １ ２１ 第 図 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、前進及び後退のそれぞれが上限設定速度値を異にし
   て複数段に変速可能な電動車の車速監視方法において、
   該電動車は駆動信号及び制動信号が混在されその始端又
   は終端に中立信号が付加されたパルス編成列を走行用モ
   ーターへ繰り返し入力することで走行されるように成さ
   れ、前記中立信号の発信時には前記走行用モーターから
   誘起される発電電圧を絶えず測定して車速平均値を演算
   し、変速各段では該車速平均値が各々の上限設定速度値
   以下の範囲で走行するように前記パルス編成列全体に占
   める駆動信号のデューティ比が制御されており、該車速
   平均値を前記変速各段の各上限設定速度値よりも若干高
   めに設計された制限速度値と比較して異常速度が検知さ
   れた場合には適宜の非常停止機構を作動させるようにし
   たことを特徴とする電動車の車速監視方法。