JPH0565394B2 - - 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
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
式の物では、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） 上記問題点を解決するための手段は、動力付台
車の駆動制御装置を、以下のように構成すること
である。すなわち、モーター等の駆動装置を有す
る動力付台車の駆動制御装置であつて、作業者が
台車に加える操作力を計測するための第１の計測
装置と、その台車の車速を計測するための第２の
計測装置と、前記操作力に対応する加減速度デー
タ及び前記車速に対応する加減速度データを記憶
しておくメモリと、第１及び第２の計測装置にて
計測された計測値に基づいて前記操作力と車速と
を演算し、その演算結果により前記操作力が所定
の大きさを越えたと判断したときには操作力に対
応する加減速度データを前記メモリから読み出す
一方、前記操作力が所定の大きさを越えずかつ前
記車速が零でないと判断したときには車速に対応
する加減速度データを前記メモリから読み出し、
読み出した加減速度データに基づく加減速指示信
号を出力する演算装置と、この演算装置からの加
減速指示信号によつて前記モーター等の速度制御
をする駆動装置とから構成されていることを特徴
としている。

（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を介して手押バー２
が取付けられている。一方、動力付台車１の下面
には４つの車輪Ｓが設けられており（図面では３
個のみ示している。）、また同下面の中央付近には
動輪９が１個設けられている。

次に、前記動輪９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にはそれぞれ歪ゲージ３
が設けられている。これは例えば抵抗線歪ゲージ
等からなるものであつて、前記支持棒２ａに添着
されている。なお、本例では歪ゲージ３に対して
十分な歪を生じさせるために、支持棒２ａには若
干の可撓性が付与されている。

前記歪ゲージ３からの信号はＡ／Ｄコンバータ
４を介してCPU５に入力されている。CPU５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RAM１７とROM１８が接続
されている。そして、ROM１８には制御回路２
５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CPU５の出力側のポートにはＤ／
Ａコンバータ６が接続されており、これはモータ
８を駆動するための駆動装置７へ信号を送つてい
る。

モータ８は通常の直流型サーボモータであつ
て、前記駆動装置７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。このモータ８には
動輪９とブレーキ２３と速度センサ１０が設けら
れている。速度センサ１０はタコジエネレータ等
からなるものであつて、モータ８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１０からの出力信号はＡ／Ｄコン
バータ１１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CPU５へ入力されている。

ブレーキ２３はモーター８の回転を停止させる
ためのものであつて、前記CPU５と非常停止ス
イツチ２２からの信号によつてそのON、OFFが
制御されるようになつている。

次に、停止スイツチ２１、非常停止スイツチ２
２、スタートスイツチ２４について説明する。

スタートスイツチ２４は例えば制御回路２５に
対する電流の供給と、CPU５のリセツトとを同
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
CPU５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２１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ON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２２は、前記CPU５と駆動
装置７とブレーキ２３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
ただちに駆動装置７をオフにしブレーキ２３を作
動させ、かつCPU５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２２は
CPU５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図に基づいて
説明する。まず、第１番目のパターンとして歪ゲ
ージ３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３
からの出力が＋であつて（即ち、手押バー２が前
方へ押されているとき。）、かつ車速が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３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
手を離すと、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３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３からの出
力が−になつた時（すなわち手押バー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。

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
が入れられると、前記ROM１８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２３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２４の入力待ちになる。そして、ここでス
タートスイツチ２４がオンにされると、ステツプ
102へ進んでブレーキ２３をオフにして走行可能
な状態にするとともに駆動装置７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設定するためのタイマ
ールーチンであつて、これによつて歪ゲージ３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３よりデータの入力が
行なわれる。この歪ゲージ３から入力されたデー
タはＡ／Ｄコンバータ４によつてアナログからデ
ジタルに変換されてからCPU５へ入力されて、
所定のプログラムに基づいてステツプ105で応力
への変換処理が行なわれる。

ステツプ105での処理が終了するとステツプ106
へ進んで速度センサ１０より車両速度の入力が行
なわれ、次にステツプ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、単位時間あたりの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
んで車速が０か否かの判定がなされる。ここで車
速が０であればステツプ109へ進み、車速が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３によつて検出される
応力が０または不感帯で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３に加わる力が極めて小さい範囲内におい
ては歪ゲージ３からの出力を０と見做す範囲のこ
とである。

このステツプ109と111で判定がノーの場合に
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ROM１
８内に設定されているマツプより読み出し、これ
に基づいてモータ８を制御するようになつてい
る。

ここで、このステツプ113で参照されるROM
１８内のマツプは第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この応力に
ほぼ比例した加速度また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ROM１８内にデータと
して書き込まれているわけである。） また、前記ステツプ109での判断がイエスの場
合には、ステツプ110へ進んでモータ８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。

一方、前記ステツプ111での判断がイエスの場
合には、ステツプ112へ進んで現在の動力付台車
１の車速に応じた加減速度をROM１８内に設定
されたマツプより読み出して、これに基づいてモ
ータ８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
内のマツプは第６図に示すようなものであつて、
速度にほぼ比例した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での減速度指
示は、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の、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
112での処理を終了したら、再びステツプ103へ戻
つて前述と同様の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モータ
８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。次に第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と
きには、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。

次に、非常停止スイツチ２２または停止スイツ
チ２１が操作された時の制御を説明する。まず、
停止スイツチ２１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図に示す制御が開始さ
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、最初この
割り込み処理を開始した時に、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、車両の速度
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ROM１８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、動力付台
車１の走行速度が−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はなら
ない速度であると判断して、ブレーキ２３をON
にしてブレーキをかけるようになつている。

一方、動力付台車１の走行速度がV1以上また
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、
その車速に応じた加速度または減速度を指示する
ようになつている。すなわち、例えば車速が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
判断がイエスの場合には、ブレーキ２３をオンに
しても安全な速度の範囲内であるから、ステツプ
205へ進んで駆動装置７をオフにするとともにブ
レーキ２３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
ンルーチンへ戻るようになつている。

一方、ステツプ203での判断がノーであつた場
合、すなわち車速がブレーキをオンできる速度範
囲内にない場合には、その車速に応じた加・減速
度をROM１８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へ戻つて、車両の速
度がブレーキをオンできる速度域内に達するま
で、同様の処理を繰り返し、車速がブレーキをオ
ン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206へ進んでブレーキをオンにしてか
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２２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
２２がオンにされると、このスイツチによつて直
接、駆動装置７がオフにされ、ブレーキ２３がオ
ンにされ、かつCPU５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２２に
よる停止処理はCPU５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間隔で手押バー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わけである。

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、手押バー２より手を離した時に、停止
スイツチ２１がON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の手押バー２には、これの
側面を包み込むようにして金属製のタツチプレー
ト２６が設けられている。そして、このタツチプ
レート２６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２７を
介してCPU５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２７を主体とした箇所のみ示し、他の
部分については省略してある。） 次に第１０図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２６から手が離れ
ると、CPU５はセンスアンプ２７からの信号が
なくなることによつてこれを検知して第１０図に
示す割り込みを発生する。

すると、この第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２
６オンによる割り込みを許可し、ステツプ300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で現在の車両の
速度がブレーキ２３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。そしてこれがイエス
ならばステツプ305へ進み、ノーであればステツ
プ304へ進んで現在の車両の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２１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での判定がイエスの場
合にはステツプ305へ進み、タツチプレート２６
のオンによる割り込みルーチンをマスクし、ステ
ツプ306へ進んで駆動装置７をオフ、ブレーキ２
３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２６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２６から手が離れたても、動力付
台車１が停止するまでに再びタツチプレート２６
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２６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２６
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２６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、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。すなわちステツプ103へ処理が移
ることによつて通常の加速または減速処理がなさ
れるわけである。

このようにして、この第２実施例では、手押バ
ー２より手が離れた場合には停止スイツチ２１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１２図に示す第３実施例について説明
する。この第３実施例は第１実施例において動力
付台車１の加速度を動力付台車１の速度から演算
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）加速度計１９を用いて動力付台車
１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図に示すように、加速度計１９とＡ／Ｄ
コンバータ２０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加速
度計１９とＡ／Ｄコンバータ２０とCPU５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１
３図に示すように加速度計１９よりの加速度入力
とされている。

このように、この第３実施例では加速度を加速
度計１９によりハードウエア的に求めるので、動
輪９のスリツプによる計測ミスや、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） 以上記述したように、本発明では動力付台車の
駆動制御装置を、作業者が台車に加える操作力と
そのときの台車の車速とを計測し、これらの計測
値に対応する加減速度データをメモリから読み出
してこれに基づいてモーター等の速度制御をする
ように構成したので、従来のように動力付台車を
運転するときの煩わしさが全くなく、あたかも重
量の軽い手押車を押す如く台車を操作できるとい
う優れた特徴がある。このため、不慣れな操作が
原因で台車が突然飛び出したり急に止まつたりす
るといつたような不具合が避けられるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図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車両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図は手押バーに加
わる応力とそれにより定められる加速度との関係
を示す線図、第６図は手押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
めの各車速における加速度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
停止す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１
２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……手押バー、３……歪
ゲージ、４……Ａ／Ｄコンバータ、５……CPU、
６……Ｄ／Ａコンバータ、７……駆動装置、８…
…モータ、９……動輪、１０……速度センサ、１
１……Ａ／Ｄコンバータ、１７……RAM、１８
……ROM、１９……加速度計、２０……Ａ／Ｄ
コンバータ、２１……停止スイツチ、２２……非
常停止スイツチ、２３……ブレーキ、２４……ス
タートスイツチ、２５……制御回路、２６……タ
ツチプレート、２７……センスアンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モーター等の駆動装置を有する動力付台車の
   駆動制御装置であつて、作業者が台車に加える操
   作力を計測するための第１の計測装置と、その台
   車の車速を計測するための第２の計測装置と、前
   記操作力に対応する加減速度データ及び前記車速
   に対応する加減速度データを記憶しておくメモリ
   と、第１及び第２の計測装置にて計測された計測
   値に基づいて前記操作力と車速とを演算し、その
   演算結果により前記操作力が所定の大きさを越え
   たと判断したときには操作力に対応する加減速度
   データを前記メモリから読み出す一方、前記操作
   力が所定の大きさを越えずかつ前記車速が零でな
   いと判断したときには車速に対応する加減速度デ
   ータを前記メモリから読み出し、読み出した加減
   速度データに基づく加減速指示信号を出力する演
   算装置と、この演算装置からの加減速指示信号に
   よつて前記モーター等の速度制御をする駆動装置
   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。