JPS62170283A - ラジオコントロ−ル装置における模型の暴走防止システム - 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） 本発明は、電動による模型自動車等を無線操縦するラジ
オコントロール装置（以下ラジコン装置と云う）に係り
、特に操縦中に受信機側の電池が消耗して規定の電源電
圧以下に低下したり、外部から強力な妨害電波を受けて
混信する等の無線回線障害時に、模型が操縦不能となっ
て暴走したり他の模型等に衝突したりすることを防止す
るシステムに関するものである。

（背景技術の説明） 第３図は、この種のラジコン装置のうち、特に模型自動
車の遠隔制御を行う一般的なシステムの概要を示す系統
図である。図面において、１は無線遠隔制御用送信機（
以下送信機と云う）、２は同送信機の電源スィッチ、３
は方向舵を制御するステアリングスティック、４は停止
・前進・後退並びに前後進時の速度を制御するスロット
ルスティック、３ｂおよび４ｂはステアリングスティッ
ク３およびスロットルスティック４がニュートラル（中
立）時のパルス巾を微調節して直進と停止状態を得るた
めの微調節レバー、５は無線受信機（以下受信機と云う
）、６はステアリングスティック３の動きによって巾が
変化するパルスで制御されて出力軸の動きが比例的に追
従するアクチェ−夕である方向制御用サーボ、７は模型
自動車の方向制御機構、８はスロットルスティック４の
動きによって巾が変化するパルスで制御されて出力軸の
動きが比例的に追従するアクチェータである変速器用サ
ーボ、９は模型自動車を駆動するモーターの停止・正転
・逆転を切替えるスイッチ機構と正逆転時にモーターの
回転数を変化させるための変速器ユニット、１０は駆動
用モーター、１１は受信機５と各サーボ６．８および駆
動用モーター１０の電源となる電池である。

前記ラジコン装置における送信機１と受信機５の詳細を
波形図と共に、第４図乃至第６図に基ずいて説明する。

第４図は、送信機側の構成を示し、サイクルタイマー２
０によって第６図（ａ）の如く約２Ｑｍｓを一周期とす
るパルス信号が発生され、該信号は負論理ＯＲゲート２
１への第１の入力として送出されると共に、コンデンサ
ー〇ＡＩと前記ステアリングスティック３に連結されて
いるポテンショメーターＰ１とで形成される微分回路を
介して第１の電圧比較器２２に入力される。第１の電圧
比較器２２の出力は第６図（ｂ）の如く、前記サイクル
タイマー２０からのパルス信号（ａ）の立ち下りで“Ｈ
＋＋レベルとなって１．４±０゜７ｍｓの巾で変化が可
能なステアリングスティック３の制御に用いられるチャ
ンネル１パルスが得られ、該パルス（ｂ）は負論理ＯＲ
ゲート２１への第２の入力として送出されると共に、コ
ンデンサＣＡ２と前記スロットルスティック４に連結さ
れているポテンショメーターＰ２とで形成される微分回
路を介して第２の電圧比較器２３に入力される。第２の
電圧比較器２３の出力は第６図（Ｃ）の如く、前記チャ
ンネル１パルス（ｂ）の立ち下りで“′Ｈ″レベルとな
って１．４±０．７ｍｓの巾で変化が可能なスロットル
スティック４の制御に用いられるチャンネル２パルスが
得られ、該パルス（Ｃ）はコンデンサーＣＡ３と固定抵
抗Ｒとで形成される微分回路を介して負論理ＯＲゲート
２１への第３の入力として送出される。前記第１乃至第
３のパルス信号（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が入力された負
論理ＯＲゲート２１の出力信号によってワンショットマ
ルチバイブレータ−２４を作動させると、第６図（ｄ）
の如く２つのコントロールパルスとこれに続くタイミン
グパルスとからなる一連のパルス群が発生される。該パ
ルス群（ｄ）は被変調増巾器２５に与えられ、発振器２
６からの無線搬送波を変調して第６図（ｅ）の如くパル
ス変調された無線信号が送信アンテナ２７より発射され
る。

尚、第５図はポテンショメーターＰ１およびＰ２の分圧
比によってパルス巾が変化する様子を示す。図において
、（ａｌ）は第１の電圧比較器２２の反転入力端子に印
加される電圧波形、（ａ２）は第２の電圧比較器２３の
反転入力端子に印加される電圧波形でおる。該入力され
る電圧波形（ａｌ）、（ａ２）は、各ポテンショメータ
ーＰ１およびＰ２の回転によってその波高値が変化し、
各電圧比較器２２．２３の非反転入力嫡子に印加される
基準電圧Ｖｒｅｆと各々比較して出力電圧波形（ｂｌ）
および（ｂ２）が得られる。

次に第７図は受信機側の構成を示し、受信アンテナ３１
に到達した前記無線信号（ｅ）は高周波部３１で周波数
変換され、検波器で前記パルス群（ｆ＞に負極性検波し
たのち、必要に応じてＡＦ増巾器３３で所望レベルに増
巾してデコーダー３４に入力される。デコーダー３４で
は、イン゛パーティングバッファー３５で極性反転した
のち、抵抗ＲとコンデンサーＣおよびダイオードＤとか
らなる放電時定数が短くて充電時定数が長い時定数回路
３６によって第６図（Ｑ　）の如く積分されたパルス群
に変換され、第１のＤタイプフリップフロップ３７のデ
ータ入力端子りに印加される。

該Ｄダイブフリップフロップ３７のクロック入力端子Ｇ
Ｋには、前記パルス群（ｆ＞が直接印加されており、Ｄ
タイプフリップフロップ３７のセット出力Ｑからは第６
図（ｈ）の如く復号されたチャンネル１パルスが得られ
る。また、第１のＤタイプフリップフロップ３７のセッ
ト出力Ｑは第２のＤタイプフリップ７０ツブ３８のデー
タ入力端子りに入力され、クロック入力端子ＣＫに印加
されたパルス＃（ｆ）によってセット出力Ｑから第６図
（ｉ）の如く復号されたチャンネル２パルスが得られる
。

すなわち、デコーダー３４にパルス群（ｆ）が入力され
ると、まず該信号波形の第１の立ち上り時点では第１の
Ｄタイプフリップフロップ３７のデータ人力りは波形（
Ｃ１＞に示すように“ＨＨレベルとなっているので１ク
ロツク遅れて現われるセット出力Ｑは“Ｈｔｔレベルで
あり、第、２のＤタイプフリップフロップ３８のセット
出力Ｑは“１９９レベルの状態である。次に波形（ｆ）
の第２の立ち上り時点では第１のＤタイプフリップフロ
ップ３７のデータ人力りは“Ｌ　ｐｔレベルとなり、第
２のＤタイプフリップフロック３８のデータ人力りは前
の“′Ｈ′°レベルのままであるので、第１のフリップ
フロップ３７のセット出力Ｑは１４１　ｆ？レベルに変
化すると共に、第２のフリップフロップ３８のセット出
力Ｑは“ＨＰＩレベルに変化する。更に波形（ｆ＞の第
３の立ち上りでは第１および第２のＤタイプフロップ３
７．３８の各データ人力りが“Ｌ　＋ｐレベルになって
いるために各々のセット出力Ｑは共に“Ｌ　１ルベルに
変化する。

このようにして復号されたチャンネル１パルス（ｈ）は
出力端子Ｑ−１から前記方向制御用サーボ６へ、またチ
ャンネル２パルス（＋＞は出力端子Ｑ−２から変速器用
サーボ８へ各々送られて、送信機側のステアリングステ
ィック３およびスロットルステック４の操作に追従して
制御される。

（従来の技術） 前記の如きラジコン装置において、以前は受信機５と各
サーボ６．８は駆動モーター１０と別の電池により作動
させるようにしていた。すなわち、駆動モーター１０の
電力消費は受信機５や各サーボ６．８に比べて極端に多
く、電池を共用していると全体に電圧低下すると共に、
電圧低下した場合に回転速度の変動はあっても駆動モー
ター１０が未だ回転可能な状態であるにもかかわらず、
受信機５と各サーボ６．８は制御不能になる事を防止す
るようにしていた。

しかしながら、近年になって特に模型の小型軽量化が要
求されるようになり、その対策の１つとして電池自身の
性能を高めて共用化するようになって来たが、依然とし
て前記電圧低下による制御不能の問題は解消されず、模
型が暴走したり他の模型や人間等に衝突する事故が発生
していた。

また、他の従来例として共用化してなお且つ前記問題点
を改善する提案もなされている。このシステムは、予め
設定した電圧以下に共用電池の電圧が低下（以下ＬＶ検
出と云う）すると、格別な信号を送って変速器用サーボ
８を自動的に停止位置に切替え作動させるものである。

上記の改良されたシステムの概要を第８図および第９図
に基づいて説明する。

該システムは第８図に示すデコーダー部分に特徴があり
、図面において３０は３ヂャンネル用復号器、３１は減
電圧検出器、３２は電子スイッチである。

このシステムでは、先の従来例とは違って送信機側にお
いて、ステアリングスティック３の動きによって巾が変
化する方向制御用のチャンネル１パルス（ｈ）と、スロ
ットスティック４の動きによって巾が変化する変速器用
のチャンネル２パルス（＋＞の他にＬＶ検出時に変速器
を停止位置に制御する第３のパルスがチャンネル３パル
ス（ｊ＞として作られ、第６図（ｆ）の如きパルス群に
よって搬送波を変調して受信機側に送られる。復調して
同様の波形をしたパルス群がデコーダーに入力されると
、３チャンネル復号器３１によって復号されてチャンネ
ル１パルス（ｈ）とチャンネル２パルス（ｉ）およびチ
ャンネル３パルス（ｊ）が出力される。復号されたチャ
ンネル１パルスＨ１）は前記の従来例と同様に出力端子
Ｑ−１から方向制御用サーボへそのまま送出される。一
方チヤンネル２とチャンネル３の各パルス（ｉ）。

（ｊ＞は電子スイッチ３２に入力され、該電子スイッチ
３２では電池Ｅが所定の電圧以下に低下しない通常時に
はチャンネル２パルス（ｉ）を出力端子Ｑ−２へ送出し
、電圧が限界を越えると減電圧検出器３１からの制御に
よってスイッチが切替えられ、チャンネル３パルス（ｉ
）を出力端子Ｑ−２に送出して変速器を停止させる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この改良されたシステムにおいても次の
ような新たな問題点が発生する。

■システム専用の送信機を必要とし、使用者は第３のパ
ルスを設定すると云う従来より余計な操作をしなければ
ならない。

■本来は他の模型操作に利用できる第３のパルスを使用
するので電波の利用効率が悪く、多チャンネル化のメリ
ットがなくなる。

■受信機側では第３のパルスを常時受信していなければ
ならないので、受信が途切れたり混信による無線回線障
害に対応できない。

そこで本発明では、これらの従来技術の問題点を一挙に
改善する模型の暴走防止システムの提供を目的とするも
のである。

（問題点を改善するための手段） 本願発明の要旨は、受信機側のデコーダー部に模型を停
止させるニュートラル信号を格納する記憶装置を設け、
模型操縦前に送信機側から送られたニュートラル信号を
前記した記憶装置に格納ざぜておくと共に、電圧低下や
無線回線障害等の異常検出時に前記ニュートラル信号を
変速機用サーボに出力させて模型を一担停止させるよう
にした暴走防止システムでおる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、
送信機とデコーダー回路を除く受信機は、前記した従来
例とほぼ同様の構成であるので説明を省略する。第１図
はデコーダー回路の概要を示すブロック図でおり、図面
において４０はインバーテイングバッフ７．４１はコン
デンサー、４２はセラミック共振子、４３はマイクロコ
ンピュータ−１４４はダイオード、４５は抵抗、４６は
コンデンサー、４７は減電圧検出器、４８は電源スィッ
チ、４９は電池でおる。前記コンデンサー４１とセラミ
ック共振子４２はクロック発掘回路を構成し、マイクロ
コンピュータ−４３へクロツタパルスを発生させる。ダ
イオード４４と抵抗４５およびコンデンサー４６は電源
スィッチ４８の投入時にマイクロコンピュータ−４３の
リセット端子Ｒ５ＥＴへリセットパルスを与え、当該マ
イクロコンピュータ−内の記憶装置（ＲＡＭ＞を初期化
させる。減電圧検出器４７は電池４９による電源電圧を
常時チェックし、所定の電源電圧以下に低下すると“Ｌ
　ＩＴレベルから＃　ＨＩ！レベルに変化してこれをマ
イクロコンピュータ−４３の減電圧端子ＬＶに入力させ
る。

上記のデコーダー回路には、前記した第６図（ｆ）のパ
ルス群が入力され、インバーテイングバッファ４０で極
性を反転してマイクロコンピュータ−４３の入力端子Ｉ
ＲＱへ印加される。

これを受けたマイクロコンピュータ−４３では、クロッ
ク発（膜回路からのり［１ツクパルスに従って信号処理
が行なわれ、前記した第６図（ｈ）のチャンネル１パル
スと（１）のチャンネル２パルスとに復号して一担デー
タ用記憶装置（ＲＡＭ）に格納した後、電源電圧の低下
や無線回線障害が検出されない場合にはこれを出力端子
Ｑ−１，Ｑ−２に各々送出する。尚、これらの各パルス
は送信機側の各スティック３．４の動きによってニュー
トラル（中立）時のパルス巾１．４ｎ＋ｓを中心に±０
．７ｍｓの範囲でコントロールパルス巾が変化し、各々
のサーボ６．８を介して模型を比例的に追縦させること
は前記従来例の場合と同様である。しかしながら、本願
の特徴的なところは次の点にある。まず受信機側の電源
スィッチ４８を投入すると、その瞬間ダイオード４４と
抵抗４５およびコンデンサー４６によって発生されたパ
ルスを受けたマイクロコンピュータ−４３のニュートラ
ル用記憶装置（ＲＡＭ）は、古い記憶をクリヤーにする
と共に、二回だけ後述する新たなニュートラル信号を記
憶可能な状態になって送信機からの信号の到達を待機す
る。次に、各スティック６．８をニュートラル（中立〉
状態にして送信機側の電源を投入すると、受信機側では
その時点での巾が０゜７〜２．１ｍｓの範囲内の任意の
代表値として１゜４ｍｓの各ニュートラルパルスＮ１と
Ｎ２とがマイクロコンピュータ−４３で復号され、新た
なニュートラル信号としてニュートラル用記憶装置（Ｒ
ＡＭ）に格納される。そしてその後の操縦中において、
受信機側の電池が消耗して規定値以下に低減すると、減
電圧検出器４７から減電圧端子ＬＶに１１　Ｈ１１レベ
ルの信号が印加され、これによって出力端子Ｑ−２から
は通常のコントロールパルスに代え前記格納されていた
ニュートラル信＠Ｎ２を変速機用サーボ８に送出し、模
型自動車を駆動するモーターを一担停止させる。該モー
ターの停止によって電池電圧は徐々に回復し、その残存
電力で減電圧検出器４７が再び“′Ｌ″レベルになって
出力端子Ｑ−２からのコントロールパルスによる模型制
御が可能な状態に復帰するので手元に引寄ぜることがで
きる。

また、受信が途切れたり混信による無線回線障害の場合
には次のとおりである。受信の途切れは、第６図（ｆ＞
のパルス群がインバーテイングバッフ７４０で反転され
一定期間（例えば７ｍ５）以上立ち下りを見せず゛Ｈ″
レベルの状態でマイクロコンピュータ−４３の入力端子
ＩＲＱへ入力されると異常と判別し、混信は常にＬ　Ｉ
９レベルの状態で立ち上らないか各チャンネルパルスの
巾が所定の範囲（例えば０．７〜２．１ｍ５）外の場合
に異常と判別される。そしてこの正規信号との判別結果
によって無線回線障害とされた場合には、ニュートラル
用記憶装置（ＲＡＭ）に格納されている前記ニュートラ
ル信号Ｎ２を送出し、模型の暴走を防止するものであり
、異常の原因が解消すると自動復帰する。

次に、第２図はマイクロコンピュータ−４３内の信号処
理の詳細を示すフローチャートであり、これに基づいて
補足的な説明を行う。

メイン　ルーチン １．１　　受信機の電源がＯＮされると、マイクロコン
ピュータ−（以下マイコンと言う）を初期化して送信待
ち状態となる。

１．２　　送信機がＯＮされると、マイコンが初期化さ
れた後は２回にかぎり、使用者が送信機に設定したＣＨ
−１のニュートラルパルス（以下Ｎ１と言つ）とＣＨ−
２のニュートラルパルス（以下Ｎ２と言う〉の各パルス
巾をＲＡＭに格納することができる。但し、この処理は
送信機がＯＮされた後の極く限られた（例えば０．１秒
）以内に完了し、また送信ｇＪ１ＯＦＦ状態を含む受信
の途切れは入力信号が連続して“ＨＩｆレベルである事
により判定している。

１．３　１Ｖが検出されているか否かを、マイコンのＩ
Ｖ大入力児で判断する。

ＬＶが検出されていると例えば０．１秒程度の時間遅延
後、ＬＶが検出されている事を示すフラッグを立て、異
常時処理ルーチンに制御を移し、ＬＶが検出されなけれ
ば１．４項以下を実行する。

１゜４　チャンネル１　（Ｃ１１−１）とチャンネル（
Ｃ１１−２＞の各パルス１〕を入力信号の第１〜第２及
び第２〜第３の各々の立ち上りから読みとり、所定（例
えば０．７ｍｓ＜Ｘ＜　２．１ｍ５）の範囲でおれば、
正常受信と判１斬してＣｌ−１のパルス巾をＤＡＴＡ−
１，ＣＨ−２のパルス巾を［）ＡＴＡ−２としてＲＡＭ
に格納すると共に、Ｃ１１−１，ＣＩ＋−２の各出力ポ
ートに出力する。

１．５　　上記１，４項のパルスｌ〕の読みとりルーチ
ンにおいて１５ｍ５以上の間に入力信号の立上りが検知
されないか、ＤＡＴＡ−１，ＤＡＴＡ−２のパルス巾が
上記の範囲外でおると無線回線障害と判断し、異常時処
理ルーチンに制御を移す。

１．６　　上記１．５項の判断で、無線回線に障害がな
ければ、送信が５ｍｓ以上ＯＦＦでないかを１．２項と
同様の方法で、チェックする。

もし５ｍｓ以上ｏｆｆならば１．２項に、ｏｆｆでなり
れば１，３項に制御を移す。

異常時処理ルーチン ２、シソフラッグが立っている場合 ２．１　１．４項と同様にＣ１１−１、ＣＩ＋−２の各
パルス１］を読みとりチェックし、異常がなければＣｌ
−１にはりアルタイムのＤへ丁Ａ−１を、ＣＨ−２には
ＲＡＭに記憶されているＮ１を出力する。

ＤＡＴＡ−１の巾が所定の範囲外であるとＣＨ−１にも
Ｎ１を出力する。

２．２　　ＬＶ状態が継続していれば、２．１項の処理
を反復し、ＬＶで無いと（電池電圧未回復）更に電池の
回復を待つ為に例えば５秒間２，１項の処理を繰返す。

２．３　　上記の５秒経過後にリアルタイムのＤＡＴＡ
−２がＮ２の±０．１ｍｓ以内であるか否かを検定し、
ＤＡＴＡ−２がＮ２の±０．１ｍＳ以内であれば、ＬＶ
フラッグをリセットして１．３項に制御を戻す。

ＤＡＴＡ−２がＮ２の±０．１ｍＳ以外であれば、ＣＨ
−１にはリアルタイムＤＡＴＡ−１を、ＣＨ−２にはＲ
ＡＭに記憶されているＮ１を出力しながらＤＡＴＡ−２
がＮ２の±０、１ｍｓ以内になるのを侍ら続ける。

３、無線障害時処理 ３．１　　ＣＨ−１，ＣＨ−２が各々Ｎｌ、Ｎ２を出力
３．２　１．４項と様にパルス巾の読みとりとチェック
を行う。

３．３　１！ｉ害継続ならば、回復を待つ為に３．１項
に戻ってループする。

３．４　　障害回復ならば、直ちに１．３項に制御を戻
す。

（発明の効果） 前記した実施例でも明らかなとおり、本案では、ＬＶ検
出または無線回線障害発生時に、自動車その他の模型を
停止させるためにサーボに出力すべき信号のパルス巾と
して、使用者が操縦開始に先立ってスロットルステック
の中立時に模型が停止するよう、微調整レバー４ｂを調
節した状態のパルス巾を受信救内部に搭載したマイクロ
コンピュータ−等の記憶装置で数値化し、そのＲＡＭ領
域に記憶させる方式を採用している。

したがって送信機は従来のものと何等変更する必要がな
く、操作も従来のシステムとほとんど同様に行えば良い
ので、使用者は新システムを意識することなく、ごく自
然に操縦できる。また第３のパルスを必要としないので
、電波を有効に利用出来、４〜８チヤンネルと言った多
チャンネル化も受信機のみを更新する事によって従来の
送信機をそのまま活用して対応できるので、極めて経済
的といえる。

勿論ＬＶ検出及び無線回線障害による異常発生時に模型
自動車等を安全に停止させ暴走を回避出来る事は云うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の要部でおるデコーダ部を示すブロッ
ク図、第２図は第１図におけるマイクロコンピュータ−
の信号処理状態を示すフローチャート、第３図は一般的
なラジコン装置の系統図、第４図は同装置における送信
機側のブロック図、第５図は第４図の要部波形図、第６
図はラジコン装置の各部における波形図、第７図は受信
機側のブロック図、第８図は他の従来例によるエンコー
ダ部のブロック図、第９図は第８図の各部における波形
図である。 ［符号の説明］ ４０・・・インバーテイングバッフ？ ４１．４６・・・コンデンサー ４２・・・セラミック共撮子 ４３・・・マイクロコンピュータ− ４４・・・ダイオード　　　４５・・・抵抗４７・・・
減電圧検出器　　４８・・・電源スィッチ４９・・・電
池 ｆ・・・入力パルス群　　　ｈ・・・チャンネル１パル
スｉ・・・チャンネル２パルス 第１図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信機と、デコーダー部を備えた受信機とからなるラジ
   オコントロール装置において、前記受信機のデコーダー
   部には前記送信機の電源投入時に設定したニュートラル
   信号を格納するニュートラル用記憶装置を設け、受信機
   側の電池消耗による電圧低下又は混信等による無線回線
   障害のすくなくともいずれか一方が発生した際に、前記
   格納されたニュートラル信号を変速機用サーボに出力さ
   せ、模型を一担停止させるようにしたことを特徴とする
   模型の暴走防止システム。