JP2004322786A - Drive control device by load distribution - Google Patents

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JP2004322786A
JP2004322786A JP2003118781A JP2003118781A JP2004322786A JP 2004322786 A JP2004322786 A JP 2004322786A JP 2003118781 A JP2003118781 A JP 2003118781A JP 2003118781 A JP2003118781 A JP 2003118781A JP 2004322786 A JP2004322786 A JP 2004322786A
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load
set value
motor rotation
rotation speed
sensor
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Japanese (ja)
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Toru Komoriya
徹 小森谷
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Non-Deflectable Wheels, Steering Of Trailers, Or Other Steering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easy driving operation corresponding to a human's feeling and to allow stable travelling even when an excessive driving operation or an unintentional driving operation is performed. <P>SOLUTION: It is checked whether or not the absolute value ¾NL-NR¾ of the difference between left motor rotation speed NL and right motor rotation speed NR exceeds a first set value β1 (S7). When NL-NR > β1, further, it is checked whether or not the left motor rotation speed NL or right motor rotation speed NR exceeds a second set value NO (S8). When either of the left and right motor rotation speeds NL and NR exceeds the second set value NO, the turning direction is determined comparing the left and right motor rotation speeds NL and NR with each other (S9). When right turning is performed, the left motor rotation speed NL is limited to the second set value NO or lower (S10). When left turning is performed, the right motor rotation speed NR is limited to the second set value NO or lower (S10). Thus, an increase in motor rotation speed is suppressed to secure travelling stability. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者が走行装置に対する運転操作として所定の部位に作用させる力をセンサで検出し、このセンサからの荷重データの分布に基づいて走行装置の走行駆動源を制御する荷重分布による駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両等の人間を乗せて運ぶ手段としての走行装置を有人で運転する場合には、ハンドル、アクセル、ブレーキ等をそれぞれ操作しなければならず、操作に習熟が必要であるばかりでなく、運転状態に左右される場合がある。
【0003】
このため、従来から運転操作を支援するための各種技術が提案されており、例えば、特開平11−326084号公報には、車両のシート座面及びシート背面にマトリクス状に圧力センサを配置するとともに車体振動成分を検出するための加速度センサを車体内に配置し、圧力センサの出力信号から車体振動成分をキャンセルしたシート座面及びシート背面の体圧分布を求め、この体圧分布の時間変化を検出してドライバの覚醒度や疲労度を求め、必要に応じて警報を発する技術が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−326084号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、運転操作の負担を軽減するに止まり、運転操作そのものは同じであるため、必ずしも人間の感覚に一致しない操作を強いられることにはかわりがない。
【0006】
この場合、例えば、左右2つの車輪が進行方向に並行に配置され、左右2つの車輪の上部に設けた運転台に立ち姿勢で搭乗し、固定ハンドルを把持しながら走行する2輪車(並行2輪電動車)等では、運転者の手や足の押付け方、体重移動等を認識することで、前進、後退、旋回、停止等の駆動制御を行うことが可能であるが、一義的に運転者の操作力に応じた加重分布に従って駆動制御を行うと、走行安定性が損なわれる虞がある。特に、旋回走行時には、横加速度や車体の傾斜により運転者の姿勢が乱れ、意図しない操作力が加わる虞がある。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、人間の感覚に合致した容易な運転操作としつつ、過剰な運転操作や意図しない運転操作に対しても安定した走行を可能とすることのできる荷重分布による駆動制御装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、運転者が走行装置に対する運転操作として所定の部位に作用させる力をセンサで検出し、このセンサからの荷重データの分布に基づいて上記走行装置に設けられた左右の走行駆動源を制御する駆動制御装置であって、上記荷重データの分布に基づいて上記左右の走行駆動源に対する制御量を決定する手段と、上記左右の走行駆動源の出力差が第1の設定値を越え、且つ左右何れかの走行駆動源の出力が第2の設定値を越えたとき、上記荷重データの分布に基づいて決定される上記左右の走行駆動源に対する制御量を、上記第2の設定値以下に制限する手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
すなわち、本発明は、運転者が所定の部位に作用させる力をセンサで検出し、このセンサからの荷重データの分布に基づいて左右の走行駆動源に対する制御量を決定することで人間の感覚に合致した容易な運転操作とし、左右の走行駆動源の出力差が第1の設定値を越え、且つ左右何れかの走行駆動源の出力が第2の設定値を越えたとき、荷重データの分布に基づいて決定される左右の走行駆動源に対する制御量を第2の設定値以下に制限することで、過剰な運転操作や意図しない運転操作に対しても走行安定性を確保する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図7は本発明の実施の一形態に係わり、図1は駆動制御システムの構成図、図2はシート状の圧力センサによる荷重分布パターンを示す説明図、図3はロードセルの配置を示す説明図、図4は右折時の左右の足の荷重状態を示す説明図、図5は図4の状態から更に右足側に荷重を掛けたときの荷重状態を示す説明図、図6は右旋回時の左右の足の荷重状態を示す説明図、図7は駆動制御のフローチャートである。
【0011】
本発明は、電動モータやエンジン等によって駆動される走行装置において、運転者が所定の部位に作用させる力の荷重分布から操作意図を把握し、前進、後退、旋回、停止等の駆動制御を行うものであり、以下、走行駆動源としての電動モータで駆動される左右2つの車輪が進行方向に並行に配置され、左右2つの車輪の上部に設けた運転台に立ち姿勢で搭乗し、固定ハンドルを把持しながら走行する2輪車(並行2輪電動車)を例に取って説明する。
【0012】
図1において、符号1L,1Rは、並行2輪電動車の左右の車輪を駆動する電動モータであり、コントローラ2によって制御される。コントローラ2には、運転者が作用させる力の荷重分布を測定するための荷重分布センサ3、車体の傾斜を検出するための傾斜センサ4、始動直後の経過時間等を計時するためのタイマ5、車体の加減速状態を検出するための加速度センサ(Gセンサ)6、車速を検出する車速センサ7、左右の電動モータ1L,1Rの回転数を検出する回転センサ8L,8R等からの信号が入力され、これらの信号に基づいて、運転者の手や足の押付け方、体重移動等を認識し、前進、後退、旋回、停止等の駆動制御を行う。尚、タイマ5は、コントローラ2に外付けされるタイマのみならず、コントローラ2に内蔵されるタイマ(ハードウエアタイマ或いはソフトウエアタイマ)を使用しても良い。
【0013】
本形態においては、運転者の足の踏み付けによる荷重分布(足圧力分布)を検出し、その検出結果に基づいて駆動制御を行う例について説明するが、足の踏付け力の代わりに、ハンドルを握る手の握力、シートへの座り方等の体を壁に押付ける力等で置き換えることも可能である。
【0014】
足圧力分布の検出は、運転者が足を乗せる運転台のフットプレートに荷重分布センサ3を配設することで行う。この荷重分布センサ3は、シート面の圧力分布測定等に使用されるシート状の圧力センサ(センサシート)や、複数個のロードセルによって構成することができる。
【0015】
例えば、図2に示すように、荷重分布センサ3としてセンサシート3Aを採用し、フットプレートに配設したセンサシート3A上に運転者が足を乗せると、この足の押付け力が圧力値としてセンシングされ、計測される圧力値の低から高の複数の段階に対応した階調での濃度分布の画像データを、足圧力分布パターンとして得ることができる。
【0016】
また、図3に示すように、荷重分布センサ3として複数のロードセル3Bを採用する場合には、例えば、足の前部(つま先側)と後部(かかと側)とに領域を分割し、更に、前部を外側と内側との2つの領域に分割する等して各領域を代表する位置にロードセル3Bを配置し、各領域を代表するロードセル3Bから荷重データにより、足圧力分布パターンを得ることができる。
【0017】
荷重分布センサ3で計測した左右の足圧力分布パターンは、コントローラ2に入力されて処理され、例えば、以下の(1)〜(4)に示すように、前進、後退、旋回、停止等の制御パターンが決定される。そして、この制御パターンに従ってモータの駆動制御が行われる。
【0018】
(1)前進走行
両足のつま先側に体重を掛けることにより、後側の領域(かかと側の領域)よりも前側の領域(つま先側の領域)の荷重値が大きい分布となり、この荷重分布パターンを検出したとき、左右の電動モータ1L,1Rを前進方向に制御する。この場合、つま先側の荷重値の大きさで、電動モータの回転速度を変化させ、前進走行時の走行速度を変化させることが可能である。
【0019】
(2)後退走行
両足のかかと側に体重を掛けることにより、前側の領域(つま先側の領域)よりも後側の領域(かかと側の領域)の荷重値が大きい分布となり、この荷重分布パターンを検出したとき、左右の電動モータ1L,1Rを後退方向に制御する。この場合、かかと側の荷重値の大きさで、電動モータの回転速度を変化させ、後退速度を変化させることが可能である。
【0020】
(3)旋回(右旋回、左旋回)走行
右足側に体重を掛けることで、左足側の領域の荷重値よりも右足側の領域の荷重値のほうが大きくなり、この荷重分布パターンを検出したとき、右の電動モータ1Rをニュートラル状態として、左の電動モータ1Lを前進方向に回転するよう制御することで、右旋回させる。一方、左旋回は、右旋回と逆のパターン、すなわち左足側に体重を掛けた足圧力分布パターンに対応し、左の電動モータ1Lをニュートラル状態として、右の電動モータ1Rを前進方向に回転するよう制御することで、左旋回させる。
【0021】
この場合、右(左)つま先側の領域の荷重値の大きさで、左(右)車輪側の電動モータの回転速度を変化させ、速度を変化させることが可能であるが、後述するように、モータ回転数が設定値を越えている場合には、モータ回転数に対するリミッタを働かせる。
【0022】
例えば、図4に示すように、右つま先側に体重を掛けて左足側の荷重値を相対的に小さくし、左右の荷重比が40:60になると、左車輪側の電動モータ1Lの回転速度が相対的に右車輪側の電動モータ1Rの回転速度よりも大きくされて右側への右折走行モードとなる。また、右つま先側に更に体重を掛け、図5に示すように、左右の荷重比が20:80になると、この加重比の変化に応じて旋回速度が大きくなる。
【0023】
更に、図6に示すように、左足を浮かせて右足に全体重を掛けるといった過剰な運転操作や、旋回の際の横加速度や車体の傾斜による意図しない運転操作がなされた場合には、左右の荷重比は0:100となり、右足に掛かる荷重は直進時の2倍となる。従って、このような状態では旋回速度が大きくなり過ぎる虞があるため、荷重比に応じてモータ回転数を一義的に大きくせず、モータ回転数の上限を制限して旋回時の速度上昇を抑え、走行安定性及び安全性を確保する。
【0024】
(4)停止
両足の荷重データが検出されない状態、すなわち、両足をフットプレートから降ろした状態では、左右の電動モータ1L,1Rを停止させる。
【0025】
以下、コントローラ2による駆動制御について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。
【0026】
この駆動制御のプログラムがスタートすると、先ず、ステップS1において、並行2輪電動車1を使用可能とするメインのスイッチがONされているか否かを調べる。そして、スイッチがOFFの場合、ステップS1で処理を終了して停止状態とし、スイッチがONされている場合、ステップS2へ進んで、荷重分布センサ3からの信号を取込んで荷重分布パターンをセンシングする。
【0027】
次いで、ステップS3へ進み、スイッチON後の経過時間Timeが設定時間T0に達しているか否かを調べる。この設定時間T0は、例えば、図2に示す荷重分布パターンのように、乗車した直後のニュートラル状態(無操作状態)を定める基準パターンを定めると共に、乗員によって異なる体重の相違の影響を解消し、制御上の適正化を図るための前処理時間であり、Time<T0のとき、ステップS3からステップS4へ進んで、時間経過毎に得られる荷重分布パターンを時間平均化処理して基準パターンとして求め、ステップS1へ戻る。
【0028】
やがて、スイッチON後、Time≧T0になると、ステップS3からステップS5へ進み、体重(=足圧力分布の積分値)の相違による誤認識を防止するため、その後に得られた荷重分布パターンを基準パターンを用いて標準化(例えば、0〜256に数値化)する。そして、ステップS6で、ニューラルネットワーク、制御マップ、相関関係式等を用いて荷重分布パターンを認識し、ステップS7へ進む。この荷重分布パターンの認識は、ニューラルネットワーク、各荷重データと制御パターンとの相関関係を予め記憶した制御マップ或いは相関関係式等を用いて行われ、認識結果から決定される制御パターンに従ってモータ回転数やトルクが制御される。
【0029】
ステップS7では、回転センサ8Lで検出した左の電動モータ1Lのモータ回転数NLと回転センサ8Rで検出した右の電動モータ1Rのモータ回転数NRとの差の絶対値 NL−NR が予め設定した第1の設定値β1を越えているか否かを調べる。すなわち、左右のモータ回転数NL,NRの差を調べることにより、第1の設定値β1を越えた速度での旋回走行(右旋回或いは左旋回)であるか否かを判断する。
【0030】
その結果、│NL−NR│≦β1の場合には、直進走行であると判断してステップS7からステップS12へ進んで制御パターンに従った駆動制御を実行し、ステップS1へ戻る。例えば、現在の荷重分布がかかと側の領域よりもつま先側の領域の荷重値が大きい荷重分布であるときには、前進走行の制御を実行し、両足のつま先側への踏み付け荷重の変化(体重移動の強弱)に応じて電動モータの回転速度を変化させ、走行速度を変化させる。
【0031】
一方、│NL−NR│>β1の場合には、ステップS7からステップS8へ進み、左のモータ回転数NL或いは右のモータ回転数NRが第2の設定値N0を越えているか否かを調べることで、旋回速度を制限すべき走行状態か否かを判断する。第2の設定値N0は、予めシステム内で制限されている直進走行時の最大速度を考慮し、この最大速度よりも低く、且つ旋回時の走行安定性及び安全性を確保できる速度に対応するモータ回転数である。
【0032】
そして、ステップS8において、左右のモータ回転数NL,NRの双方が第2の設定値N0を越えていない場合には、前述のステップS12で制御パターンに従った駆動制御を実行してステップS1へ戻る。この場合には、通常の安全な速度での左折、右折、左旋回、或いは右旋回となる。また、左右のモータ回転数NL,NRの何れかが第2の設定値N0を越えている場合には、ステップS9へ進んで左右のモータ回転数NL,NRを比較することで、旋回方向を判断する。
【0033】
ステップS9における左右のモータ回転数NL,NRの比較結果、NL>NRの場合、すなわち右旋回である場合には、ステップS10で左のモータ回転数NLを第2の設定値N0以下に制限してモータ回転数の上昇を抑え、NL<NRの場合、すなわち左旋回である場合には、ステップS11で右のモータ回転数NRを第2の設定値N0以下に制限する。
【0034】
すなわち、図6に示すように、左足を浮かせて右足に全体重を掛け、左右の荷重比が0:100となるような旋回操作をしても、荷重分布に応じて旋回速度を大きくせず、モータ回転数にリミッタを設けて第2の設定値N0以下に制限することで、モータ回転数の上昇を抑える。そして、ステップS10或いはステップS11からステップS13へ進んで制御パターンに従った駆動制御を実行し、ステップS1へ戻る。
【0035】
尚、以上のステップS8〜S12におけるモータ回転数NL,NRに代えて、左右の電動モータ1L,1Rのトルクを用いても良く、その場合には、回転センサ8L,8Rに代えて、左右の電動モータ1L,1Rのトルクを検出するセンサを使用する。
【0036】
また、左右の電動モータ1L,1Rの回転数を、荷重データによるモータ制御指示値で置き換えても良く、回転センサ8L,8Rを省略してコスト低減を図ることができる。すなわち、荷重分布センサ3として、センサシート3Aを用いる場合には、センサシート3Aによってセンシングした左右の足圧力分布の各画像データを積分した値を左右の荷重データDL,DRとし、また、荷重分布センサ3として複数のロードセル3Bを用いる場合には、各ロードセル3Bからのデータを総計した値を、左右の荷重データDL,DRとして、この左右の荷重データDL,DRで左右のモータ回転数NL,NRを置換える。そして、左右の荷重データDL,DRの差が予め設定した設定値β2を越え、且つ左右の荷重データDL,DRの何れかが設定値N1よりも大きいとき、荷重データが大きい方の電動モータに対する回転数或いはトルクを制限する。
【0037】
このように、本実施の形態では、前進したいと思えば前方に体重移動し、右折したければ右側に体重移動するといったように、運転者の手や足の押し付け力や体重移動等による荷重分布から運転者の操作意図を把握し、前進、後退、旋回、停止等の制御を行うので、運転者が作用させる力と車輪の回転を人間の感覚に一致させることができる。
【0038】
すなわち、容易な操作で柔軟性の高い走行駆動制御を実現することができ、しかも、旋回走行時には、左右の荷重分布に応じて一義的に電動モータの回転数を増加させることなく、左右のモータ回転数が設定値N0を越えたときには、リミッタを働かせて左右のモータ回転数の差が増加しないように制限するので、走行安定性を高め、より安全性を向上することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、人間の感覚に合致した容易な運転操作としつつ、過剰な運転操作や意図しない運転操作に対しても安定した走行を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】駆動制御システムの構成図
【図2】シート状の圧力センサによる荷重分布パターンを示す説明図
【図3】ロードセルの配置を示す説明図
【図4】右折時の左右の足の荷重状態を示す説明図
【図5】図4の状態から更に右足側に荷重を掛けたときの荷重状態を示す説明図
【図6】右旋回時の左右の足の荷重状態を示す説明図
【図7】駆動制御のフローチャート
【符号の説明】
1L,1R 電動モータ
2 コントローラ
3 荷重分布センサ
8L,8R 回転センサ
β1 第1の設定値
N0 第2の設定値
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method based on a load distribution that detects a force applied to a predetermined portion by a driver as a driving operation on a traveling device with a sensor and controls a traveling driving source of the traveling device based on a distribution of load data from the sensor. It relates to a control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a traveling device as a means of carrying a person such as a vehicle is manned, a steering wheel, an accelerator, a brake, and the like must be operated, and not only operation requires mastery, but also It may be affected by driving conditions.
[0003]
For this reason, various technologies for assisting the driving operation have been conventionally proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-326084 discloses a method in which pressure sensors are arranged in a matrix on a seat seat surface and a seat back surface of a vehicle. An acceleration sensor for detecting a vehicle body vibration component is disposed in the vehicle body, and a body pressure distribution on a seat seat surface and a seat back surface where the vehicle body vibration component is canceled is obtained from an output signal of the pressure sensor, and a time change of the body pressure distribution is obtained. There is disclosed a technique of detecting the degree of awakening or fatigue of a driver by detecting the degree of awakening and the degree of fatigue of the driver, and issuing an alarm as necessary.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-326084
[Problems to be solved by the invention]
However, in the related art, only the burden of the driving operation is reduced, and the driving operation itself is the same, so that the operation that does not necessarily match the human senses is still forced.
[0006]
In this case, for example, a two-wheeled vehicle (parallel 2) in which two left and right wheels are arranged in parallel in the traveling direction, rides on a driver's cab provided above the two right and left wheels in a standing posture, and grips a fixed handle. In wheeled electric vehicles, etc., it is possible to perform drive control such as forward, backward, turning, and stopping by recognizing how to push the hands and feet of the driver, weight shift, and the like. If the drive control is performed according to the weight distribution according to the user's operation force, the running stability may be impaired. In particular, at the time of turning, the driver's posture may be disturbed by the lateral acceleration or the inclination of the vehicle body, and an unintended operation force may be applied.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a load capable of performing a stable driving even with an excessive driving operation or an unintended driving operation while making the driving operation easy to match the human sense. It is an object to provide a drive control device based on distribution.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a driver detects a force applied to a predetermined portion as a driving operation on a traveling device by a sensor, and is provided in the traveling device based on a distribution of load data from the sensor. A drive control device for controlling the left and right travel drive sources, wherein a means for determining a control amount for the left and right travel drive sources based on the distribution of the load data; and When the output of one of the left and right traveling drive sources exceeds the second set value, and the control amount for the left and right traveling drive sources determined based on the distribution of the load data, Means for limiting the value to the second set value or less.
[0009]
That is, according to the present invention, a sensor detects a force applied to a predetermined portion by a driver, and determines a control amount for the left and right traveling drive sources based on a distribution of load data from the sensor, thereby providing a human sense. The load data distribution is performed when the output operation of the left and right traveling drive sources exceeds a first set value and the output of one of the left and right travel drive sources exceeds a second set value. By limiting the control amounts for the left and right traveling drive sources determined on the basis of the following to a second set value or less, traveling stability is secured even for an excessive driving operation or an unintended driving operation.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram of a drive control system, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a load distribution pattern by a sheet-shaped pressure sensor, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a load state of right and left feet when turning right, FIG. 5 is an explanatory view showing a load state when a load is further applied to the right foot side from the state of FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the load state of the right and left feet during turning, and FIG. 7 is a flowchart of drive control.
[0011]
The present invention provides a traveling device driven by an electric motor, an engine, or the like, in which a driver grasps an operation intention from a load distribution of a force applied to a predetermined portion and performs drive control such as forward, backward, turning, and stopping. In the following, two left and right wheels driven by an electric motor as a traveling drive source are arranged in parallel in the traveling direction, and ride on a driver's cab provided above the two left and right wheels in a standing posture, and a fixed handle A description will be made by taking a two-wheeled vehicle (parallel two-wheeled electric vehicle) that travels while gripping the vehicle as an example.
[0012]
In FIG. 1, reference numerals 1 </ b> L and 1 </ b> R denote electric motors that drive the left and right wheels of the parallel two-wheel electric vehicle, and are controlled by the controller 2. The controller 2 includes a load distribution sensor 3 for measuring a load distribution of a force applied by the driver, an inclination sensor 4 for detecting an inclination of the vehicle body, a timer 5 for measuring an elapsed time immediately after starting, and the like, Signals from an acceleration sensor (G sensor) 6 for detecting the acceleration / deceleration state of the vehicle body, a vehicle speed sensor 7 for detecting the vehicle speed, and rotation sensors 8L and 8R for detecting the rotational speeds of the left and right electric motors 1L and 1R are input. Then, based on these signals, the driver recognizes how the driver's hands and feet are pressed, shifts in weight, and performs drive control such as forward, backward, turning, and stopping. The timer 5 may use not only a timer external to the controller 2 but also a timer (a hardware timer or a software timer) built in the controller 2.
[0013]
In the present embodiment, an example will be described in which a load distribution (foot pressure distribution) due to stepping on the driver's foot is detected and drive control is performed based on the detection result. It is also possible to substitute the force of pressing the body against the wall, such as the grip strength of the gripping hand, the manner of sitting on the seat, and the like.
[0014]
The detection of the foot pressure distribution is performed by arranging the load distribution sensor 3 on a foot plate of a driver's cab on which the driver puts his / her feet. The load distribution sensor 3 can be configured by a sheet-shaped pressure sensor (sensor sheet) used for measuring a pressure distribution on a sheet surface or the like, or a plurality of load cells.
[0015]
For example, as shown in FIG. 2, a sensor sheet 3A is adopted as the load distribution sensor 3, and when the driver places his / her foot on the sensor sheet 3A provided on the foot plate, the pressing force of the foot is sensed as a pressure value. Then, it is possible to obtain, as a foot pressure distribution pattern, image data of a density distribution in gradations corresponding to a plurality of stages of the measured pressure value from low to high.
[0016]
As shown in FIG. 3, when a plurality of load cells 3B are employed as the load distribution sensor 3, for example, the region is divided into a front part (toe side) and a rear part (heel side), and further, The load cell 3B is arranged at a position representative of each region by dividing the front part into two regions of an outside and an inside, and a foot pressure distribution pattern is obtained from the load cell 3B representative of each region by load data. it can.
[0017]
The left and right foot pressure distribution patterns measured by the load distribution sensor 3 are input to the controller 2 and processed. For example, as shown in the following (1) to (4), control such as forward, backward, turning, and stopping is performed. The pattern is determined. Then, the drive control of the motor is performed according to this control pattern.
[0018]
(1) By applying weight to the toe side of the forward running feet, the load value in the front area (toe side area) becomes larger than that in the rear area (heel side area). Upon detection, the left and right electric motors 1L, 1R are controlled in the forward direction. In this case, the rotation speed of the electric motor can be changed by changing the magnitude of the load value on the toe side to change the traveling speed during forward traveling.
[0019]
(2) When the weight is applied to the heel side of the backward running both feet, the load value in the rear region (heel region) is larger than that in the front region (toe region). Upon detection, the left and right electric motors 1L, 1R are controlled in the backward direction. In this case, it is possible to change the rotation speed of the electric motor and the retreat speed by changing the magnitude of the load value on the heel side.
[0020]
(3) Turn (Right turn, Left turn) Running By applying weight to the right foot side, the load value in the right foot area becomes larger than the load value in the left foot area, and this load distribution pattern was detected. At this time, the right electric motor 1R is set to the neutral state, and the left electric motor 1L is controlled to rotate in the forward direction, thereby turning right. On the other hand, the left turn corresponds to a pattern opposite to the right turn, that is, a foot pressure distribution pattern in which weight is applied to the left foot side, and the left electric motor 1L is in a neutral state, and the right electric motor 1R is rotated in the forward direction. By turning it to the left, the vehicle is turned left.
[0021]
In this case, it is possible to change the rotation speed of the electric motor on the left (right) wheel side by changing the magnitude of the load value in the area on the right (left) toe side, thereby changing the speed. If the motor speed exceeds the set value, the limiter for the motor speed is activated.
[0022]
For example, as shown in FIG. 4, when the weight is applied to the right toe and the load value on the left foot is relatively reduced, and the load ratio on the left and right is 40:60, the rotation speed of the electric motor 1L on the left wheel is changed. Is relatively higher than the rotation speed of the electric motor 1R on the right wheel side, and a right-turn running mode to the right is performed. In addition, when the weight is further applied to the right toe side and the left / right load ratio becomes 20:80 as shown in FIG. 5, the turning speed increases in accordance with the change in the weight ratio.
[0023]
Further, as shown in FIG. 6, when an excessive driving operation such as lifting the left foot and applying the total weight to the right foot, or an unintended driving operation due to lateral acceleration at the time of turning or inclination of the vehicle body, left and right The load ratio is 0: 100, and the load applied to the right foot is twice that of the straight running. Therefore, in such a state, there is a possibility that the turning speed becomes too high. Therefore, the motor speed is not uniquely increased according to the load ratio, and the upper limit of the motor speed is limited to suppress the speed increase during turning. , Ensure running stability and safety.
[0024]
(4) Stop The left and right electric motors 1L and 1R are stopped in a state where the load data of both feet is not detected, that is, in a state where both feet are lowered from the foot plate.
[0025]
Hereinafter, the drive control by the controller 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0026]
When the drive control program starts, first, in step S1, it is determined whether or not a main switch for enabling the use of the two-wheel electric vehicle 1 is turned on. If the switch is off, the process ends in step S1 to stop the process, and if the switch is on, the process proceeds to step S2, where the signal from the load distribution sensor 3 is fetched to sense the load distribution pattern. I do.
[0027]
Next, the process proceeds to step S3, and it is checked whether or not the elapsed time Time after the switch is turned on has reached the set time T0. This set time T0 determines a reference pattern that determines a neutral state (no operation state) immediately after riding, as in a load distribution pattern shown in FIG. 2, and eliminates the influence of a difference in weight that varies depending on the occupant. This is a pre-processing time for optimizing the control. When Time <T0, the process proceeds from step S3 to step S4, in which a load distribution pattern obtained every time elapses is time-averaged to obtain a reference pattern. Then, the process returns to step S1.
[0028]
Eventually, when Time ≧ T0 after the switch is turned on, the process proceeds from step S3 to step S5. In order to prevent erroneous recognition due to a difference in weight (= integrated value of foot pressure distribution), a load distribution pattern obtained thereafter is used as a reference. Standardization (for example, numerical conversion to 0 to 256) using a pattern. Then, in step S6, a load distribution pattern is recognized using a neural network, a control map, a correlation equation, and the like, and the process proceeds to step S7. The recognition of the load distribution pattern is performed using a neural network, a control map or a correlation equation in which the correlation between each load data and the control pattern is stored in advance, and the motor rotation speed is determined according to the control pattern determined from the recognition result. And torque are controlled.
[0029]
In step S7, the absolute value NL-NR of the difference between the motor speed NL of the left electric motor 1L detected by the rotation sensor 8L and the motor speed NR of the right electric motor 1R detected by the rotation sensor 8R is preset. It is checked whether the value exceeds the first set value β1. That is, by examining the difference between the left and right motor speeds NL and NR, it is determined whether or not the vehicle is turning (turning right or turning left) at a speed exceeding the first set value β1.
[0030]
As a result, when | NL-NR | ≦ β1, it is determined that the vehicle is traveling straight, and the process proceeds from step S7 to step S12 to execute drive control according to the control pattern, and then returns to step S1. For example, when the current load distribution is a load distribution in which the load value in the toe side area is larger than that in the heel side area, the control of forward running is executed, and the change in the stepping load of both feet on the toe side (the change in weight shift). The driving speed is changed by changing the rotation speed of the electric motor according to the strength.
[0031]
On the other hand, if | NL-NR |> β1, the process proceeds from step S7 to step S8 to check whether the left motor speed NL or the right motor speed NR exceeds the second set value N0. Thus, it is determined whether or not the vehicle is in the traveling state in which the turning speed should be limited. The second set value N0 corresponds to a speed lower than the maximum speed and a speed at which traveling stability and safety at the time of turning can be ensured in consideration of the maximum speed at the time of straight running, which is previously limited in the system. This is the motor speed.
[0032]
If both the left and right motor rotational speeds NL and NR do not exceed the second set value N0 in step S8, drive control is executed in accordance with the control pattern in step S12 described above, and the process proceeds to step S1. Return. In this case, the vehicle turns left, turns right, turns left, or turns right at a normal safe speed. If any one of the left and right motor rotation speeds NL and NR exceeds the second set value N0, the process proceeds to step S9, where the left and right motor rotation speeds NL and NR are compared to change the turning direction. to decide.
[0033]
As a result of the comparison of the left and right motor speeds NL and NR in step S9, if NL> NR, that is, if the vehicle is turning right, the left motor speed NL is limited to a second set value N0 or less in step S10. Then, the rise of the motor rotation speed is suppressed, and if NL <NR, that is, if the vehicle is turning left, the right motor rotation speed NR is limited to the second set value N0 or less in step S11.
[0034]
That is, as shown in FIG. 6, even if the left foot is lifted and the right foot is put on the entire weight and the turning operation is performed such that the left / right load ratio becomes 0: 100, the turning speed is not increased according to the load distribution. The increase in the motor speed is suppressed by providing a limiter to the motor speed and limiting the motor speed to the second set value N0 or less. Then, the process proceeds from step S10 or step S11 to step S13 to execute drive control according to the control pattern, and returns to step S1.
[0035]
It should be noted that the torques of the left and right electric motors 1L, 1R may be used instead of the motor rotation speeds NL, NR in the above steps S8 to S12. In that case, the left and right electric motors 1L, 1R are used instead of the rotation sensors 8L, 8R. A sensor that detects the torque of the electric motors 1L and 1R is used.
[0036]
Further, the rotation speeds of the left and right electric motors 1L and 1R may be replaced with motor control instruction values based on load data, and the cost can be reduced by omitting the rotation sensors 8L and 8R. That is, when the sensor sheet 3A is used as the load distribution sensor 3, values obtained by integrating the respective image data of the right and left foot pressure distributions sensed by the sensor sheet 3A are used as left and right load data DL and DR. When a plurality of load cells 3B are used as the sensor 3, values obtained by summing data from the load cells 3B are defined as left and right load data DL and DR, and the left and right motor rotation speeds NL and Replace NR. When the difference between the left and right load data DL and DR exceeds the preset value β2 and one of the right and left load data DL and DR is larger than the set value N1, the electric motor with the larger load data is used. Limit the number of revolutions or torque.
[0037]
As described above, in the present embodiment, the load distribution due to the pressing force of the driver's hand or foot, the weight shift, or the like, such as shifting the weight forward if you want to move forward and shifting the weight to the right if you want to turn right. , The driver's intention to operate is grasped, and forward, backward, turning, stopping, and other controls are performed, so that the force applied by the driver and the rotation of the wheels can be made to match human senses.
[0038]
In other words, it is possible to realize highly flexible traveling drive control with easy operation, and furthermore, when turning, without increasing the rotational speed of the electric motor uniquely according to the load distribution on the left and right, When the rotation speed exceeds the set value N0, the limiter is operated to limit the difference between the left and right motor rotation speeds so as not to increase, so that running stability can be improved and safety can be further improved.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform stable driving even for an excessive driving operation or an unintended driving operation, while making the driving operation easy and consistent with the human sense.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a drive control system. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a load distribution pattern by a sheet-shaped pressure sensor. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an arrangement of load cells. FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a load state when a load is further applied to the right foot side from the state of FIG. 4; FIG. 6 is an explanatory view showing a load state of left and right feet during a right turn; FIG. 7 is a flowchart of drive control.
1L, 1R Electric motor 2 Controller 3 Load distribution sensor 8L, 8R Rotation sensor β1 First set value N0 Second set value

Claims (2)

運転者が走行装置に対する運転操作として所定の部位に作用させる力をセンサで検出し、このセンサからの荷重データの分布に基づいて上記走行装置に設けられた左右の走行駆動源を制御する駆動制御装置であって、
上記荷重データの分布に基づいて上記左右の走行駆動源に対する制御量を決定する手段と、
上記左右の走行駆動源の出力差が第1の設定値を越え、且つ左右何れかの走行駆動源の出力が第2の設定値を越えたとき、上記荷重データの分布に基づいて決定される上記左右の走行駆動源に対する制御量を、上記第2の設定値以下に制限する手段とを備えたことを特徴とする荷重分布による駆動制御装置。
A drive control that detects a force applied to a predetermined portion by a driver as a driving operation on the traveling device with a sensor, and controls left and right traveling driving sources provided in the traveling device based on a distribution of load data from the sensor. A device,
Means for determining a control amount for the left and right traveling drive sources based on the distribution of the load data,
When the output difference between the left and right traveling drive sources exceeds a first set value and the output of one of the left and right travel drive sources exceeds a second set value, it is determined based on the distribution of the load data. Means for limiting a control amount for the left and right traveling drive sources to a value equal to or less than the second set value.
上記走行駆動源の出力を、上記走行駆動源の回転数、トルク、或いは上記荷重データによる制御指示値とすることを特徴とする請求項1記載の荷重分布による駆動制御装置。2. The drive control apparatus according to claim 1, wherein the output of the travel drive source is a rotation speed, a torque, or a control instruction value based on the load data of the travel drive source.
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