JPH044187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、動力付台車の駆動制御装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、動力付台車の操作装置としては、い
ろいろな方式のものが実用化されている。これら
のものとしては、ジヨイステイツクを用いて動力
付台車の速度を及び進行方向を制御するものや、
オートバイ等のアクセルと同様の操作用グリツプ
を設け、これを回転させることによつて走行速度
を制御するもの等がある。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このようなジヨイステイツクを用い
たり、操作用グリツプを回転させたりする従来の
方式のものでは、操作にかなりの熟練を要し、だ
れもが安易に操作することができないという問題
があつた。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明では作業者によつて台車に加え
られる力を少なくとも２か所の位置で個別に計測
するための計測装置と、この計測装置からのそれ
ぞれの計測値に基づいてこれに応じた加減速度を
それぞれ個別演算するための演算装置と、この演
算装置からのそれぞれの演算値に基づいて２つの
モータをそれぞれ個別に駆動するための駆動装置
とから動力付台車の駆動制御装置を構成したこと
を特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。

まず、第１実施例について説明すると、第２図
は動力付台車１の全体の構成を示している。動力
付台車１は本例では直方体状に形成されており、
その側面１ａには支持棒２ａを介して手押しバー
２が取りつけられている。一方、動力付台車１の
下面の後部には二つの駆動輪３，４が設けられて
おり、また同下面の前部の中央付近には前輪Ｓが
１個設けられている。

次に、前記駆動輪３，４の回転を制御するため
の制御回路２５を第１図に基づいて説明する。ま
ず、前述した２つの支持棒２ａ，２ａにはそれぞ
れ歪ゲージ５，５が設けられている。これは、例
えば抵抗線歪みゲージ等から成るものであつて、
前記支持棒２ａ，２ａにそれぞれ貼着されてい
る。なお、本例では歪ゲージ５，５に対して充分
な歪みを生じさせるために支持棒２ａ，２ａには
若干の可撓性が付与されている。

前記歪ゲージ５，５からの信号はＡ／Ｄコンバ
ータ６，７をれぞれ介してCPU８に入力されて
いる。CPU８は通常の例えば８ビツトのマイク
ロコンピユータであつて、これにはRAM９と
ROM１０が接続されている。そして、ROM１
０には制御回路２５全体を制御するための制御プ
ログラムが内蔵されている。なお、この制御プロ
グラムについては、後述する。

次に、前記CPU８の出力側のポートには２つ
のＤ／Ａコンバータ１１，１２が接続されてお
り、同Ｄ／Ａコンバータ１１，１２のうちの一方
のＤ／Ａコンバータ１１は駆動モータ１６を駆動
するための駆動制御装置１３と接続され、他方の
Ｄ／Ａコンバータ１２は駆動モータ１８を駆動す
るための駆動制御装置１５と接続されている。

駆動モータ１６，１８は通常の直流型サーボモ
ータであつて、前記駆動制御装置１３，１５から
の出力電流によつて駆動制御されるようになつて
いる。

一方、この駆動モータ１６，１８にはそれぞれ
駆動輪３，４と、ブレーキ２０，２７と、速度セ
ンサ１７，１９とが設けられている。

速度センサ１７，１９はタコジエネレータ等か
らなるものであつて、それぞれ駆動モータ１６，
１８の回転速度に比例した電圧を出力するように
なつている。そして、この速度センサ１７，１９
からの出力信号はそれぞれＡ／Ｄコンバータ１
１，２８によつてアナログからデジタル信号に変
換されてから前記CPU８へ入力されている。

ブレーキ２０，２７は、前記駆動モータ１６，
１８の回転を停止させるためのものであつて、前
記CPU８と非常停止スイツチ２３からの信号よ
つてそのオン、オフが制御されるようになつてい
る。

次に、スタートスイツチ２１、停止スイツチ２
２、非常スイツチ２３について説明する。スター
トスイツチ２１は例えば制御回路２５に対する電
流の供給と、CPU８のリセツト等を同時になす
ためのスイツチであつて、これがオンされると各
回路に対して電流が供給されるとともに、CPU
８がリセツトされて所定のプログラムが実行され
るようになつている。

停止スイツチ２２は動力付台車１に対してブレ
ーキをかけるためのものであつて、これがオンさ
れると、割り込みが発生して、第７図に示す割り
込み処理が実行されるようになつている。

非常停止スイツチ２３は、前記CPU８と駆動
制御装置１３，１５とブレーキ２０及び２７に対
して非常停止用の信号を送るためのスイツチでこ
れがオンにされると直ちに駆動制御装置１３，１
５をオフにし、ブレーキ２０，２７を作動させ、
かつCPU８をホールドさせるといつた機能を持
つている。この非常停止スイツチ２３はCPU８
を通さずに直接ブレーキをかけることができるの
で非常時の安全性を高めている。

次に、作用及び効果について説明する。まず、
本例での基本的な制御パターンを第３図に基ずい
て説明する。

まず、第１番目のパターンとして歪ゲージ５か
らの出力が０の時には停止条件であると判断し
て、加速度を及び車両速度を０にして動力付台車
１を停止させる。

次に、第２番目のパターンとして歪ゲージ５か
らの出力が＋であつて、（すなわち手押しバー２
が前方へ押されている時。）かつ駆動輪３，４の
回転速度が０の時にはスタート条件であると判断
して、加速度指示を＋にする。このため動力付台
車１の速度は０より徐々に上昇することになる。

第３番目のパターンとして、動力付台車１が所
定の速度で走行している際に歪ゲージ５からの出
力が０になつた時には、若干の減速指示がなされ
る。これは、例えば軽い台車を押している途中で
手を放すと、台車はゆるやかに減速しながら前進
するのに対応している。

第４番目のパターンとして、動力付台車１が所
定の速度で走行中に歪ゲージ５からの出力が＋に
なつた時には、加速条件であると判断して加速指
示を与えるようになつている。

第５番目のパターンとして、動力付台車１が所
定の速度で走行している時に歪ゲージ５からの出
力がマイナスになつた時（すなわち手押しバー２
が後方へ引張られた時）、減速条件であると判断
して減速を行なうようになつている。

以上が本例での基本的な加速度指示のパターン
である。ただし、動力付台車１の後進制御につい
ては上述した前進走行制御と同様であるので、こ
こではその説明を省略する。

次に第４図に示すフローチヤートに基づいて具
体的な制御の内容を説明する。

まず、制御回路２５の図示しない電源スイツチ
が投入されると、前記ROM１０に書き込まれて
いる第４図に示すメインルーチンがスタートす
る。このルーチンがスタートすると、まずステツ
プ100でで各部の初期セツト（イニシヤライズ）
が行なわれるとともに動力付台車１が不用意に走
り出さないようにブレーキ２０，２７がオンにさ
れる。これが終了すると、ステツプ101でスター
トスイツチ２１の入力待ちになる。そして、ここ
でスタートスイツチ２１がオンにされると、ステ
ツプ102に進んでブレーキ２０，２７をオフにし
て走行可能な状態にするとともに駆動制御装置１
３，１５をオンにする。

これが終了すると、タイマー処理103へ進んで
所定の時間待ちとなる。このステツプ103はメイ
ンルーチンを回る周期を定めるためのタイマール
ーチンであつて、これによつて歪ゲージ５，５か
らのデータのサンプリング時間を設定することが
できるようになつている。

ステツプ103での待ち時間が終了すると、ステ
ツプ104へ進んで歪ゲージ５，５よりデータの入
力が行なわれる。この歪ゲージ５，５から入力さ
れたデータは、それぞれＡ／Ｄコンバータ６及び
７によつてアナログからデジタルに変換されてか
らCPU８へ入力されて、所定のプログラムに基
づいて応力への変換処理（これはステツプ105に
対応する）が行なわれる。

ステツプ105での処理が終了すると、ステツプ
106へ進んで左右の駆動輪３，４の速度センサ１
７，１９よりそれぞれ駆動輪３，４の回転速度の
入力が行なわれる。そして、この入力が終了する
と、今度はステツプ107へ進んで加速度の算出が
行なわれる。このステツプ107での加速度の算出
は、本例では前回サンプリングした速度データか
ら今回サンプリングした速度データを引算して単
位時間当たりの加速度の変化を求めるようになつ
ている。

この加速度が算出されると、ステツプ108へ進
んで駆動輪３及び４の回転速度が０か否かの判定
がなされる。ここで回転速度がともに０であれば
ステツプ109へ進み、回転速度が０でなければス
テツプ111へ進む。

ステツプ109とステツプ111では共に歪ゲージ
５，５によつて検出される応力がそれぞれ０また
は不感帯にあるか否かの判定がなされる。ここ
で、不感帯とは第５図で示すように、歪ゲージ
５，５に加わる力が極めて小さい範囲内において
は歪ゲージ５，５からの出力を０とみなす範囲の
ことである。

このステツプ109とステツプ111での判定がNO
の場合には、共にステツプ113へ進んで前記ステ
ツプ105で求められている応力に応じた加減速度
をROM１０内に設定されているマツプよりそれ
ぞれ読み出し、これに基づいて駆動モータ１６，
１８をそれぞれ制御するようになつている。

ここで、ステツプ113で参照されるROM１０
のマツプについて説明すると、これは第５図に示
すようなものであつて、応力の小さい範囲は不感
帯として加速度を０とし、所定以上に応力が加わ
つた時にはこの応力にほぼ比例した加速度又は減
速度を指示するようになつている。（すなわち、
このような所定の対応関係を有するデータが
ROM１０内にデータとして書き込まれているわ
けである。） 一方、前記ステツプ109での判断がYESの場合
にはステツプ110へ進んで駆動モータ１６，１８
に対する加速度指示を０にしてからステツプ103
へ戻るようになつている。

また、ステツプ111での判断がYESの場合に
は、ステツプ112へ進んで現在の駆動モータ１６，
１８のそれぞれの回転速度に応じた加減速度を
ROM１０内に設定されたマツプより読み出し
て、これに基づいて駆動モータ１６，１８の回転
数を制御するようになつている。

ここで、このステツプ112で参照されるROM
１０内のマツプは第６図に示すようなものであつ
て、駆動モータ１６，１８の回転速度にほぼ比例
した加減速度を指示するようになつている。ただ
し、このステツプ112での加減速度指示は、例え
ば車両走行中に、作業者が動力付台車１を押すの
を止めた場合に相当するので、重量の軽い台車が
徐々に減速するのと同様な極めて緩やかな減速が
なされるようになつている。そして、このステツ
プ112での処理を終了したら、次にステツプ103へ
戻つて前述と同様な処理が繰り返されるようにな
つている。

このようにしてこのメインルーチンでは駆動モ
ータ１６，１８の制御がなされるわけである。

ここで、前述した第３図に示す制御パターンと
第４図に示すフローチヤートとの対応関係につい
て説明しておくと、第１番目のパターンで示す停
止状態の時には、ステツプ108、ステツプ109、ス
テツプ110と進んでステツプ103へ戻るようになつ
ている。

第２番目のパターンで示すスタートの際には、
ステツプ108、ステツプ109、ステツプ113と進ん
でステツプ103へ戻るようになつている。

次に、第３番目のパターンで示す走行状態の時
には、ステツプ108、ステツプ111、ステツプ112
と進んでステツプ103へ戻るようになつている。
次に、第４番目のパターンで示す加速制御の時に
は、ステツプ108、ステツプ111、ステツプ113と
進んでステツプ103へ戻るようになつている。

また、第５番目のパターンで示す減速制御の時
には、ステツプ108、ステツプ111、ステツプ113
からステツプ103へ戻るようになつている。

引き続いて、停止スイツチ２２又は非常停止ス
イツチ２３がオンにされた時の制御を説明する。
まず、停止スイツチ２２がオンにされると割り込
みが発生して、第４図に示すメインルーチンの制
御が一時中断されるとともに第７図に示す割り込
み処理が開始される。

この割り込み処理では、まずステツプ201にお
いてタイマーがオンにされる。これは、最初の割
り込み処理が開始した時に、ステツプ202で待ち
時間が発生しないようにするためのものである。
このステツプ201を終了すると、最初はステツプ
202より即座にステツプ203へ進み、駆動輪３及び
４の回転速度がブレーキをかけられる速度の範囲
内にあるか否かを判定する。

このステツプ203での判定を具体的に説明する
と、前記ROM１０には第８図に示すようなマツ
プが設定されている。このマツプでは駆動輪３及
び駆動輪４の回転速度が共に−Ｖ１からＶ１まで
の範囲にある時には、ブレーキをかけても急ブレ
ーキにならない速度であると判断して、ブレーキ
２０，２７とをオンにしてブレーキをかけるよう
になつている。

一方、駆動輪３及び４の回転速度がＶ１以上又
は−Ｖ１以下である場合には、ブレーキをかける
と急ブレーキになつてしまう速度であると判断し
て、その駆動輪３及び４の回転速度に応じた加速
度または減速度をそれぞれ指示するようになつて
いる。すなわち、例えば駆動輪３又は４の回転速
度がＶ２であつた時にはマイナスの加速度α２が
指示されるようになつている。

以上説明した部分を第７図に示すフローチヤー
トに基づいて説明すると、前記ステツプ203での
判断がYESの場合にはブレーキ２０，２７をオ
ンにしても安全な回転速度の範囲内であるから、
ステツプ205へ進んで駆動制御装置１３，１５を
オフにするとともに、ブレーキ２０，２７をオン
にし、次いで、ステツプ206でタイマーをリセツ
トしてから前記第４図に示すメインルーチンに戻
るようになつている。

一方、ステツプ203での判断がNOであつた場
合、すなわち駆動輪３又は４の回転速度がブレー
キ２０又は２７をオンにできる速度範囲内にない
場合には、その回転速度に応じた加減速度を
ROM１０より読み出して指示するようになつて
いる。

そして、このステツプ204での処理が終了した
ら再びステツプ202に戻つて駆動輪３及び４の回
転速度がブレーキをオンにできる速度域内に達す
るまで、同様の処理を繰返し、回転速度がブレー
キをオンにできる速度域になつたならば前述と同
様にステツプ205とステツプ206へ進んでブレーキ
２０，２７をオンにしてからメインルーチンへ戻
るようになつている。

次に、非常停止スイツチ２３がオンにされた時
の制御について説明する。この非常停止スイツチ
２３がオンにされると、このスイツチによつて直
接、駆動制御装置１３，１５がオフにされ、ブレ
ーキ２０，２７がオンにされ、かつCPU８がホ
ールド状態にされるようになつている。この非常
停止スイツチ２３による停止処理はCPU８を介
することなくハードウエア的に直接行なわれるの
で、非常時の安全性を高めている。

以上のような制御によつて、本例では動力付台
車１を通常の台車と同様の感覚で手押しバー２を
手で押しながら動かしていくことによつて、重量
の極めて軽い台車を押しているのと同様な状態で
荷物等を運ぶことができるのである。

次に、第９図に示す第２実施例について説明す
る。この第２実施例では前述の第１実施例での機
能に加え、手押しバー２より手を離した時に停止
スイツチ２２がオンにされたのと同様の処理によ
つて、動力付台車１を停止させる機能を付加した
ものである。次に具体的に説明する。

まず、動力付台車１の手押しバー２には第９図
に示すようにこれの側面を包みこむようにして金
属製のタツチプレート２４が設けられている。そ
して、このタツチプレート２４は、これからの微
弱な電圧を増幅するためのＣ−MOSIC等からな
るセンスアンプ２６を介してCPU８と接続され
ている。なお、その他の構成については第１実施
例と同様であるので説明を省略する。（第９図で
は説明簡単化のためにセンスアンプ２６を主体と
した箇所のみを示し、他の部分については省略し
てある。） 次に、第１０図に示すフローチヤートに基づい
て作用及び効果を説明する。まず、前記タツチプ
レート２４から手が離れると、CPU８がセンス
アンプ２６からの信号がなくなることによつてこ
れを検知して、割り込みを発生する。すると、第
１０図に示すルーチンがスタートして、まず、ス
テツプ300でタツチプレート２４オンによる割り
込みを許可し、ステツプ301でタイマーをオンに
してからステツプ302へ進む。

ステツプ302は、制御の周期を定めるためのタ
イマールーチンであるが、最初はステツプ301で
タイマーがオンにされていることから即座にステ
ツプ303へ進み、このステツプ303で駆動輪３，４
の現在の回転速度が共にブレーキ２０，２７をオ
ンにできる速度域内にあるか否かの判定がなされ
る。そしてこれがYESならばステツプ305へ進
み、NOであればステツプ304へ進んで駆動輪３
及び駆動輪４の現在の回転速度に応じた加速度を
出力してからステツプ302へ戻るようになつてい
る。

なお、このステツプ303とステツプ304で参照さ
れるマツプは前述した停止スイツチ２２による割
り込み処理の際に用いられるものと同様の第８図
に示すものが用いられている。

一方、前記ステツプ303での判定がYESの場合
にはステツプ305へ進み、タツチプレート２４の
オンによる割り込みルーチンをマスクし、ステツ
プ306へ進んで駆動制御装置１３，１５をオフ、
ブレーキ２０，２７をオンにし、ステツプ307で
タイマーをリセツトしてから第４図に示すメイン
ルーチンのステツプ100へ戻るようになつている。

以上の処理は、タツチプレート２４から手が離
れた時の割り込み処理を説明したわけであるが、
タツチプレート２４から手が離れても動力付台車
１が停止するまでに再びタツチプレート２４が握
られた場合には、通常の処理に戻る必要がある。

そこで、本例では前述の割り込みルーチンに加
え、第１１図に示すタツチプレート２４のオンに
よる割り込みルーチンが設けられている。

これについて説明すると、タツチプレート２４
に手が触れると割り込みが発生して、第１１図に
示すルーチンがスタートする。このルーチンでは
ステツプ400で、まずこのルーチンの処理中にタ
ツチプレート２４のオンによる割り込みが発生し
ないように、割り込みルーチンをマスクし、次に
ステツプ401でタイマーをリセツトしてから、第
４図に示すメインルーチンのステツプ103へ進む
ようになつている。すなわち、メインルーチンの
ステツプ103へ処理が移ることによつて通常の加
速又は減速処理がなされるわけである。

このようにして、この第２実施例では手押しバ
ー２より手が離れた場合に、停止スイツチ２２を
操作したのと同様に動力付台車１を自動的に停止
することができるわけである。

このため、手押しバー２より手が離れれば常に
停止処理がなされるので、より一層安全性が向上
するという特徴がある。なお、その他の処理につ
いては第１実施例と同様であるのでその説明を省
略する。

次に第３実施例について説明する。この第３実
施例は第１実施例では、駆動輪３及び４の加速度
を駆動輪３及び４の回転速度から演算により求め
ていたのに対し、（第１実施例ではメインルーチ
ンのステツプ107において、前回の速度と今回の
サンプリング速度との差より加速度を演算してい
る）Ａ／Ｄコンバータ３１と３２を用いて駆動輪
３及び４の加速度を直接的に求め、これにより所
定の制御を行なつている。

このため、この第３実施例では第１２図で示す
ようにＡ／Ｄコンバータ３１及び３２と加速度計
２９及び３０が制御回路２５に対して新たに設け
られ、（第１２図では説明簡単化のために、Ａ／
Ｄコンバータ３１及び３２と加速度計２９及び３
０とCPU８のみを示し、その他の回路は省略し
てある。）また、第４図に示すメインルーチンの
ステツプ107は第１３図に示すように、Ａ／Ｄコ
ンバータ３１，３２からの加速度入力とされてい
る。

このように、この第３実施例では加速度をＡ／
Ｄコンバータ３１と３２によりハードウエア的に
求めるので、加速度を求めるための演算時間を必
要とせず、従つてより速くより精度の高いデータ
を得ることができ、制御の精度を高めることがで
きるという特徴がある。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明では手押バーに加
えられる力を計測し、この加えられた力に基づい
て駆動モータを駆動制御するように構成したの
で、従来のように動力付台車を運転するといつた
煩しさを全く必要とせず、あたかも重量の軽い手
押し車を軽く押す如く操作できるという優れた特
徴がある。

このため、操作に熟練を必要とせず、誰でも安
易に操作できるとともに、不慣れな操作が原因で
動力付台車が飛出したり急に止つたりするといつ
た不具合も生じないという特徴がある。

更に、作業者によつて動力付台車に加えられる
力を少なくとも２か所の位置で個別に計測し、こ
の計測値よりそれぞれ加減速度を求めて個別に設
けられた駆動源を駆動する構成にしたので、動力
付台車の左右方向への操舵もきわめて容易である
という特徴がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は制御回路の第１実施例を示すブロツク図、
第２図は動力付台車を示す斜視図、第３図は歪ゲ
ージからの信号と駆動輪との回転速度とによる動
力付台車の各走行状態のパターンを示す説明図、
第４図はROMに設定されたメインルーチンの第
１実施例を示すフローチヤート、第５図は手押し
バーに加わる応力とそれによる定められる加速度
との関係を示す線図、第６図は手押しバーに対す
る応力が０になつた時に動力付台車を緩やかに停
止させるための各駆動輪の速度における加速を求
めるための線図、第７図は停止スイツチONによ
る割り込みルーチンを示すフローチヤート、第８
図は動力付台車を停止させる際のブレーキングの
条件を示す線図、第９図は第２実施例での制御回
路の主要部を示すブロツク図、第１０図は第２実
施例でのタツチプレートオンによる割り込みルー
チンを示すフローチヤート、第１１図はタツチプ
レートオフによる割り込みルーチンを示すフロー
チヤート、第１２図は第３実施例での制御回路の
主要部を示すブロツク図、第１３図は第３実施例
でのメインルーチンの変更箇所を示すフローチヤ
ートである。 １……動力付台車、２……手押しバー、３，４
……駆動輪、５……歪ゲージ、６，７，１４，２
８，３１，３２……Ａ／Ｄコンバータ、８……
CPU、９……RAM、１０……ROM、１３，１
５……駆動制御装置、１６，１８……駆動モー
タ、１７，１９……速度センサ、２０，２７……
ブレーキ、２１……スタートスイツチ、２２……
停止スイツチ、２３……非常停止スイツチ、２４
……タツチプレート、２５……制御回路、２６…
…センスアンプ、２９，３０……加速度計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モータからなる個別の駆動源を少なくとも２
   つ有する動力付台車の駆動制御装置であつて、作
   業者によつて台車に加えられる力を少なくとも２
   か所の位置で個別に計測するための計測装置と、
   この計測装置からのそれぞれの計測値に基づいて
   これに応じた加減速度をそれぞれ個別演算するた
   めの演算装置と、この演算装置からのそれぞれの
   演算値に基づいて前記モータをそれぞれ個別に駆
   動するための駆動装置とから構成されていること
   を特徴とする動力付台車の駆動制御装置。