JP2008213802A - Power control signal input device for engine and motor in vehicle to be operated by human beings such as automobile - Google Patents
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Description
本発明は,自動車など人が運転する乗り物の加減速に用いられるアクセルペダルに変わる入力装置である.The present invention is an input device that replaces an accelerator pedal used for accelerating and decelerating a vehicle such as an automobile driven by a person.
従来自動車の速度制御には,人間がアクセルペダルあるいはバーハンドルに取り付けたレバー操作する方法が用いられてきた.あるエンジンあるいは電動モータの出力を保つためには,アクセルペダルやレバーを定位置に固定する必要があった.電動車椅子においても,平坦地でジョイスティックを一定の位置に固定することで,速度を一定に保っていた.Conventionally, a method of operating a lever attached to an accelerator pedal or a bar handle has been used for speed control of an automobile. In order to maintain the output of an engine or electric motor, it was necessary to fix the accelerator pedal and lever in place. Even in an electric wheelchair, the speed was kept constant by fixing the joystick at a fixed position on a flat ground.
自動車や電動車椅子の運転中にアクセスペダルやレバーを一定位置に保つことは,筋肉を動かす以上に運転する人間を疲労させる.すなわち運転中の疲労はアクセルペダルをある位置で固定するために筋肉が緊張したままで長時間いなければならないことによって発生する場合がしばしばある.体を動かすことによって作られる電気信号の発生を用い,運転の疲労を軽減し,更には運転中の運動不足も解消する速度制御装置を提供することが望ましい.そこで本発明では物体を動かすことによって信号を発生し,それを速度制御に用いる点が従来にない特徴である.これによって自動車の運転中に発生する疲労や運転による歩行時間の減少がもたらす運動不足の解消をすることを提供する.これまで、発電機を足こぎによって発電し、運動不足を解消しようとすることは公知になっている(特開平11−188119)。また3ないし4輪車において、足こぎの力を使って、電動アシスト車を駆動する方法が公知になっている(特開2000−211573)。この方法では、足こぎの力を一部運転の駆動エネルギーとして用いることが前提になっている。Keeping the access pedal and lever in a fixed position while driving a car or electric wheelchair makes the driving person more tired than moving the muscles. In other words, fatigue during driving is often caused by the fact that the muscles must remain taut for a long time in order to fix the accelerator pedal in a certain position. It is desirable to provide a speed control device that uses the generation of electrical signals generated by moving the body, reduces driving fatigue, and also eliminates lack of exercise during driving. Therefore, in the present invention, a signal is generated by moving an object and used for speed control. This provides a solution to the lack of exercise caused by fatigue that occurs during driving and reduced walking time due to driving. Hitherto, it has been publicly known to generate a power generator with a foot pad to solve the lack of exercise (Japanese Patent Laid-Open No. 11-188119). Also, a method for driving an electrically assisted vehicle using the power of a foot in a three- or four-wheeled vehicle is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-211573). This method is based on the assumption that the power of the foot is used as driving energy for partial driving.
エンジンや電気モータのパワー制御のために発明した本信号入力装置は,運転するものが体を動かし運動をすることによって発生する電気を,加減速の制御信号として用いるようにしたものである.従って、人間の体を動かして発生したエネルギーを駆動エネルギーとする考えではない。特開2000−211573では、発電したエネルギーと走行に必要なエネルギーがほぼ同じであるものを対象としているが、本発明では、人間が体を動かせて発電したパワーに対し、その100倍といった外部の大きなパワーを制御するものまでを対象としており、人体による発電は単に制御信号として用いる点に特徴がある。The signal input device invented for power control of the engine and electric motor uses the electricity generated by the person who moves to move and move as a control signal for acceleration / deceleration. Therefore, it is not an idea that the energy generated by moving the human body is the driving energy. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-211153 targets that the generated energy and the energy required for running are substantially the same. However, in the present invention, external power such as 100 times the power generated by moving a human body is generated. The system is intended to control a large amount of power, and power generation by the human body is characterized in that it is simply used as a control signal.
従来の自動車の速度制御にはアクセルペダルやレバーに連動してスロットルレバー位置の移動,あるいは制御電圧を発生するようになっている.一方,電気モータは磁界の中でコイルの相対運動があると,電気が発生できる.In conventional vehicle speed control, the movement of the throttle lever or control voltage is generated in conjunction with the accelerator pedal and lever. On the other hand, an electric motor can generate electricity when there is relative movement of the coil in a magnetic field.
本発明では,この作用を利用し,運転するものが,磁石とコイルの相対運動を行うことによって発生する電気を自動車の加減速制御電圧信号として用いる.In the present invention, the driver operating using this action uses the electricity generated by the relative movement of the magnet and the coil as the acceleration / deceleration control voltage signal of the automobile.
以下に,本発明の実施の形態を,詳述する.The embodiments of the present invention are described in detail below.
運動に伴い発生する電圧を自動車の加減速に用いる装置について,実施例を示す.An example of a device that uses the voltage generated by motion to accelerate and decelerate an automobile is shown.
自動車の加減速を電圧制御で入力する方式の自動車の場合について述べる.図1は足漕ぎペダルの場合である.運転するものが足でこのペダル1を回転すると,その軸につながった発電機2がその回転速度に対応した電圧を発生する.この電圧をレベル変換して,自動車の加減速入力端子に接続することによって,自動車の速度制御を従来のアクセルペダルやレバーの代わりに行う.これによって加速時はその大きさに応じた足漕ぎをする必要がある.これによって運転するものは一定速度で走行する場合でも体を動かす必要がある.運動をすることによってかえって筋肉の疲労蓄積を解決し,更に運転をすることによって,運動不足を解消することが可能になる.This paper describes the case of an automobile that uses voltage control to input the acceleration / deceleration of the automobile. Figure 1 shows the case of a foot pedal. When the driver rotates the
ある自動車の発生パワーに対する発電に要する足漕ぎパワーの必要度は発電機の電気的負荷4を大小取り付けておき,スイッチ5で変更することで切り替えることが出来る.負荷をほぼ無くせば,単に足漕ぎには力が必要ではなくなり,単に動かせているだけでよい(図2).The level of power necessary for power generation with respect to the power generated by a certain car can be switched by attaching the electrical load 4 of the generator to a large or small size and changing it with the
足漕ぎペダル1の回転方向を逆にすることで,自動車の制動をおこなう信号を発電機出力端子3で作り,図1の足漕ぎペダルによって自動車の加速と制動の二つの制御を行うことが可能である(図3).足漕ぎペダル1による回転の方向が異なると発電機2の発電電圧の極性が反転することを利用し,発電機2の発生する出力端子3の電圧が正極性のときは,加速信号に接続する.発電機2の発生する出力端子3の電圧が負極性の時は自動車の制動信号に接続する.電気自動車では,負極性の発電電圧を使い,走行エネルギーをバッテリに戻す回生制動をスタートさせる信号に用いる.これらの判定には,安全のため,ダイオード6を用いることが出来る.By reversing the direction of rotation of the
足漕ぎの回転方向を逆にすることで,自動車を後退させる制御を行うことも可能である.自動車の速度制御を発電機出力端子3の電圧が正のときは車輪が前進し,電圧が負のときは,後退するようにすることで,達成できた.It is also possible to control the car to move backward by reversing the direction of rotation of the toes. The speed control of the car was achieved by moving the wheel forward when the voltage at the
図4のようにコイル8と磁石9が入った筒型容器7を用いる.コイル8は筒型容器7に固定されているが,磁石9は筒型容器7の中で自由に動くことが出来る.磁石9とコイル8との相対運動を運転者が行うことでコイルに発生する電圧10を,速度制御信号にする.これによって腕の運動の強さに応じた自動車の速度制御を行うことが出来る.その実施例を図4に示す.A
自動車の加減速がキャブレタなどの機械的な位置によって制御される自動車では,[008]から[012]の方法で発生した電気信号3を図5のようなサーボモータ11による位置信号に変更することで,アクセルレバー12を駆動させ,アクセルおよびブレーキ制御を行うことが出来た.In an automobile in which acceleration / deceleration of the automobile is controlled by a mechanical position such as a carburetor, the
加速度センサ13を内蔵した物体14を用い,その物体14を運動させることによって発生する加速度信号を使って,乗り物の出力を制御する実施例を図6に示す.FIG. 6 shows an embodiment in which an
この場合,加速度センサを複数個用いることにより,各センサの取り付けてある場所ごとの動きを違わせる操作を行うことにより,2つ以上の制御信号を発生し,その演算により乗車する乗り物の左右方向の動きを制御することが出来る.In this case, two or more control signals are generated by using a plurality of acceleration sensors so that the movement of each location where each sensor is attached is changed, and the left and right directions of the vehicle to be boarded by the calculation are calculated. You can control the movement of.
加速度センサの代わりに回転運動を検出できるセンサを用いることのより,運転者が持つ物体の動きに回転運動を与え,その方向が強さによって自動車や電動車椅子等の乗り物の左右へのハンドリングや,前進後退を制御することが出来る.By using a sensor that can detect rotational movement instead of the acceleration sensor, the movement of the object that the driver has is given a rotational movement. Forward and backward can be controlled.
[0014]から[0016]の物体においては,加速度や回転運動の信号を内蔵した送信機で乗り物に設置した受信機に送信し,ワイヤレスによって通信することで,使い勝手を向上することが出来る. For the objects [0014] to [0016], usability can be improved by transmitting signals of acceleration and rotational motion to the receiver installed in the vehicle with a transmitter with built-in acceleration and rotation signals, and communicating wirelessly.
以上の説明から明らかなように,本発明は,自動車の運転あるいは電動車いす等の電動福祉車両の運転にともなう運転者の疲労軽減と運動不足解消を解決することが出来る装置である.足漕ぎ方式では,単に足の疲労だけではなく,着座している腰部まで含めた運動が行われ,長距離ドライブにしばしば発生する下半身の血行不良を解決することが出来,今後のモータリゼーションの新しい利器として貢献することが期待できる.As is apparent from the above description, the present invention is a device that can solve the driver's fatigue reduction and the lack of exercise caused by driving an automobile or an electric welfare vehicle such as an electric wheelchair. In the rowing method, not only the fatigue of the foot but also the exercise including the sitting waist is performed, and it is possible to solve the poor blood circulation of the lower body that often occurs in long-distance driving, a new utility for future motorization Can be expected to contribute.
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JP2007085622A JP2008213802A (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Power control signal input device for engine and motor in vehicle to be operated by human beings such as automobile |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010069220A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Shimane Prefecture | Operating device for direction operation in electric wheelchair |
US9776042B2 (en) | 2016-02-16 | 2017-10-03 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Exercise system and method for controlling a vehicle |
CN109078290A (en) * | 2018-09-21 | 2018-12-25 | 王晓东 | A kind of Key Circuit and its application method for simulating real fitness equipment |
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JP4512702B2 (en) * | 2008-09-22 | 2010-07-28 | 島根県 | Operation device for direction operation of electric wheelchair |
US9776042B2 (en) | 2016-02-16 | 2017-10-03 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Exercise system and method for controlling a vehicle |
CN109078290A (en) * | 2018-09-21 | 2018-12-25 | 王晓东 | A kind of Key Circuit and its application method for simulating real fitness equipment |
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