JPS6146758A - 動力付台車の駆動制御装置 - 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】 （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
、ジョイスティッ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
の操作用グリップをを設け、これを回転させることによ
っ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、このようなジョイスティックを用いたり操作
用グリップを回転させたりする従来の方式の物では１、
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った。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明では作業者が台車に加える力を計測する
ための計測装置と、この装置からの計測値に基づいてこ
れに応じた加速度を演算する演算装置と、この演算装置
からの演算値に基づいて前記モーター等を駆動するため
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。動り付台車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って、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ＣＰＬ１５に入力されている。ＣＰＬＪ５は通常の例
えば８ビツトのマイクロコンピュータであって、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ＧＣ１前配ＣＰＵ５の出力側のボートには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へ信号を送っている。

モータ８は通常の直流型サーボモータであって、前記駆
動装＠７からの出力電流によって駆動制御されるように
なっている。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
コジェネレータ等からなるものであって、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っている。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によってアナログからデジタル信号に変換さ
れてから前記ＣＰＬＪ５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
のであって、前記ＣＰＵ５と非常停止スイッチ２２から
の信号によってその０Ｎ１ＯＦＦが制御されるようにな
っている。

次に、停止スイッチ２１、非常停止スイッチ２２、スタ
ートスイッチ２４について説明する。

スタートスイッチ２４は例えば制御回路２５に対する電
流の供給と、ＣＰＵ５のリセットとを同時になすための
スイッチであって、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がリセットされて所
定のプログラムが実行されるようになっている。

停止スイッチ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って、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
うになっている。

非常停止スイッチ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
イッチで、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ＣＰｔＪ５をホ
ールドさせるといった機能を持っている。この非常停止
スイッチ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Ｏ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
力が十であって（即ち、手押バー２が前方へ押されてい
るとき。）、かつ車速がＯの時にはスタート条件である
と判断して、加速度指示を十にする。このため、動力付
台車１の速度はＯ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Ｏになった
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からの出力が十になった時には、
加速条件であると判断して加速指示を与えるようになっ
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−になった
時（ずなわら手押バー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図に示すフローチャ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２．５の図示しない電源スィッチが入れ
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、まずステップ１００で
各部の初期セット（イニシャライズ）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、ステップ１０１でスタートスイッチ
２４の入力持ちになる。そして、ここでスタートスイッ
チ２４がオンにされると、ステップ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。このステップ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って
、これによって歪ゲージ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っている。

ステップ１０３での持ち時間が終了すると、ステップ１
０４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によっ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
ステップ１０５で応力への変換処理が行なわれる。

ステップ１０５での処理が終了するとステップ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、
次にステップ１０７へ進んで加速度の算出が行なわれる
。このステップ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
を求めるようになっている。

この加速度が算出されると、ステップ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
ばステップ１０９へ進み、車速が０でなければステップ
１１１へ進む。ステップ１０９とステップ１１１では共
に歪ゲージ３によって検出される応力がＯ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。

このステップ１０９と１１１で判定がノーの場合には、
共にステップ１１３へ進んで前記ステップ１０５で求め
られている応力に応じた加減速度をＲＯＭ１８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っている。

ここで、このステップ１１３で参照されるＲＯＭ１８内
のマツプは第５図に示すようなものであって、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
力が加わっ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っている。（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
記ステップ１０９での判断がイエスの場合には、ステッ
プ１１０へ進んでモータ８に対づる加速度指示をＯにし
てからステップ１０３へ戻るようになっている。

一方、前記ステップ１１１での判断がイエスの場合には
、ステップ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
るようになっている。

ここで、このステップ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って、速度にほぼ比
例した減速度を指示するようになっている。ただし、こ
のステップ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っている。そして、
この１１２での処理を終了したら、再びステップ１０３
へ戻って前述と同様の処理が繰り返されるようになって
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
示すフローチャ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
ップ１０８、ステップ１０９、ステップ１１０と進んで
ステップ１０３へ戻るようになっている。次に第２番目
のパターンで示すスタートの際には、ステップ１０８、
ステップ１０９、ステップ１１３と進んでステップ１０
３へ戻るようになっている。次に第３番目のパターンで
示す走行状態のときには、ステップ１０８、ステップ１
１１、ステップ１１２と進んでステップ１０３へ戻るよ
うになっている。次に、第４番目のパターンで示す加速
制御の時には、ステップ１０８、ステップ１１１、ステ
ップ１１３と進んでステップ１０３へ戻るようになって
いる。また、第５番目のパターンで示す減速制御の時に
は、ステップ１０８、ステップ１１１、ステップ１１３
からステップ１０３へ戻るようになっている。

次に、非常停止スイッチ２２または停止スイッチ２１が
操作された時の制御を説明する。まず、停止スイッチ２
１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、まずステップ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、ステップ２０２で持ち時間が発生しな
いようにするだめのものである。

このステップ２０１を終了すると、最初はステップ２０
２より即座にステップ２０３へ進み、車両の速度がブレ
ーキをかりられる速度の範囲内にあるか否かを判定する
。

このステップ２０３での判定を具体的に説明すると、前
記ＲＯＭ１Ｂ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の走行速度が一
■１からＶｌ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って
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っ
てしまう速度であると判断して、その車速に応じた加速
痕または減速度を指示するようになっている。すなわち
、例えば車速が■２でありた時にはマイナスの加速度α
２が指示されるようになっている。

以上説明した部分を第７図に示すフローチャートに基づ
いて説明すると、前記ステップ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、ステップ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
ステップ２０６でタイマーをリセットしてから前記第４
図に示すメインルーチンへ戻るようになっている。

一方、ステップ２０３での判断がノーであった場合、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ＲＯＭ１Ｂより
読み出して指示するようになっている。そして、このス
テップ２０４での処理が終了したら再びステップ２０２
へ戻って、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ったならば、前述と同様にステ
ップ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っている。

次に、非常停止スイッチ２２がオンにされた時の制御に
ついて説明する。この非常停止スイッチ２２がオンにさ
れると、このスイッチによって直接、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っている。この非常停止ス
イッチ２２による停止処理はＣＰＵ５を介することなく
ハードウェア的に直接性なわれるので、非常時の安全性
を高めている。

以上のような制御によって、本例では動力付台車１を、
通常の台車と同様の間隔て手押バー２を手で押しながら
動かしていくことによって、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、停止スイッチ２１がＯＮさ
れたのと同様の処理によって、動力１１台車１を停止さ
せる機能を付加したちのである。次に具体的に説明する
。

まず、動力付台車１０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ッチプレート２６が設けら
れている。そして、このタッチプレート２６はこれから
の微弱な電圧を増幅するためのＣ−ＭＯＳ　Ｉ　Ｃ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である。） 次に第１０図に基づいて作用及び効果を説明する。まず
、前記タッチプレート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って
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、ステップ３００でタッチプレート２
６オンによる割り込みを許可し、ステップ３００でタイ
マーをオンにしてからステップ３０２へ進む。

ステップ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、最初はステップ３０１でタイマーが
オンにされていることから即座にステップ３０３へ進み
、このステップ３０３で現在の車両の速度がブレーキ２
３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ップ３０５へ進み、
ノーであればステップ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ップ３０２へ戻るよ
うになっている。

なお、このステップ３０３とステップ３０４で参照され
るマツプは前述した停止スイッチ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、前記ステップ３０３での判定がイエスの場合には
ステップ３０５へ進み、タッチプレート２６のオンによ
る割り込みルーチンをマスクし、ステップ３０６へ進ん
で駆動装置７をオフ、ブレーキ２３をオンにし、ステッ
プ３０７でタイマーをリセットしてから第４図に示すメ
インルーチンのステップ１００へ戻るようになっている
。

以上の処理は、タッチプレート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、タッチプレート
２６から手が離れたても、動力付台車１が停止するまで
に再びタッチプレート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１
１図に示すタッチプレート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、タッチプレート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ップ４００で、ま
ず、このルーチンの処理中にタッチプレート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、次にステップ４０１でタイマーをリセットし
て、第４図に示すメインルーチンのステップ１０３へ進
むようになっている。すなわちステップ１０３へ処理が
移ることによっ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
手が離れた場合に停止スイッチ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ａ３、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ップ１０
７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
制御を行なっている。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で
ある。）また、第４図に示すメインルーチンのステップ
１０７は第１３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
によりハードウェア的に求めるので、動輪９のスリップ
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、従っ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、本発明では動力付台車を、手押バ
ーに加えられる力を計測し、この加えられ　　　ｊた力
に基づいて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った煩わしさを
全く必要とせず、あたかも重量の軽い手押車を軽く押す
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だれでも安易に操作
できるとともに、不慣れな操作が原因で動力付台車が突
然飛び出したり魚に止まったりするといったような不具
合も生じないという好ましい特徴がある。

【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って、第１図は制
御回路の第１実施例を示すブロック図、第２図は動力付
台車を示Ｊ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ャート、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
示す絵図、第６図は手押バーに対する応力が０になった
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図は停止スイッチ
ＯＮによる割り込みルーチンを示すフローチャート、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
示すブロック図、第１０図は第２実施例でのタッチプレ
ート・オンによる割り込みルーチンを示すフローチャー
ト、第１１図はタッチプレート・オフによる割り込みル
ーチンを示すフローチャート、第１２図は第３実施例で
の制御回路の主要部を示すブロック図、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ャ
ートである。 １・・・動力付台車 ２・・・手押バー ３・・・歪ゲージ ４・・・Ａ／Ｄ−１ンバータ ５・・・ＣＰＬＪ 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 １１・・・Δ／Ｄコンバータ １７・・・ＲＡＭ １８・・・ＲＯＭ １９・・・加速度ｈ１ ２０・・・Ａ／Ｄｌンバータ ２１・・・停止スイッチ ２２・・・非常停止スイッチ ２３・・・ブレーキ ２４・・・スタートスイッチ ２５・・・制御回路 ２６・・・タッチプレート ２７・・・センスアンプ 出願人　　株式会社豊田自動織機製作所代理人　　弁理
士　　岡　１）英　彦 第８図 １／１９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   置であって、作業者が台車に加える力を計測するための
   計測装置と、この計測装置からの計測値に基づいてこれ
   に応じた加速度を演算する演算装置と、この演算装置か
   らの演算値に基づいて前記モーター等を駆動するための
   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。