JP2021084458A - Operation control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動作制御装置に関する。 The present invention relates to an operation control device.
法定速度等、予め定められた速度を超えないよう車両等のモビリティを制御する方法が知られている(例えば特許文献1)。 A method of controlling the mobility of a vehicle or the like so as not to exceed a predetermined speed such as a legal speed is known (for example, Patent Document 1).
従来の制御方法は複雑であり、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御を可能とすることが求められていた。 The conventional control method is complicated, and it has been required to enable speed control of mobility with a simpler mechanism.
本発明は、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能な動作制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an operation control device capable of controlling the speed of mobility with a simpler mechanism.
上記の目的を達成するための本発明の動作制御装置は、第1角度と第2角度の間で回動可能に設けられて付勢力に応じて回動する回動部と、前記回動部の回動角度を検知する第1検知部と、前記第1検知部が検知した前記回動部の回動角度に基づいて車輪に駆動を与える駆動部と、前記回動部が前記第1角度になるよう付勢する第1付勢部と、外部からの付勢力に応じて前記回動部が前記第1角度と前記第2角度の間の第3角度になった場合に前記回動部が前記第2角度側に回動しようとする力に対する反力を与える第2付勢部とを備える。 The motion control device of the present invention for achieving the above object includes a rotating portion that is rotatably provided between a first angle and a second angle and that rotates according to an urging force, and the rotating portion. A first detection unit that detects the rotation angle of the above, a drive unit that gives drive to the wheels based on the rotation angle of the rotation unit detected by the first detection unit, and the rotation unit having the first angle. When the first urging portion is urged so as to be, and the rotating portion becomes a third angle between the first angle and the second angle according to the urging force from the outside, the rotating portion Is provided with a second urging portion that gives a reaction force to the force that tends to rotate to the second angle side.
従って、回動部が第3角度である場合にもたらされる車輪の回転速度に対応したモビリティの速度が想定された一つの基準となる速度となるようにすることで、第2付勢部による反力が回動部に与えられることで当該基準となる速度でモビリティを走行させるようモビリティのユーザに促すことができる。また、当該基準となる速度を超えた速度でモビリティを走行させないよう促すことができる。このように、実施形態1によれば、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。 Therefore, by making the speed of mobility corresponding to the rotation speed of the wheel brought about when the rotating portion is at the third angle become one assumed reference speed, the reaction by the second urging portion is achieved. By applying a force to the rotating portion, it is possible to urge the mobility user to drive the mobility at the reference speed. In addition, it is possible to encourage the mobility to not run at a speed exceeding the reference speed. As described above, according to the first embodiment, the speed control of mobility becomes possible with a simpler mechanism.
本発明の動作制御装置では、前記第2付勢部は、前記回動部が前記第3角度になった場合に前記回動部と当接する弾性部材である。 In the motion control device of the present invention, the second urging portion is an elastic member that comes into contact with the rotating portion when the rotating portion is at the third angle.
従って、弾性部材を利用するというより簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。 Therefore, it is possible to control the speed of mobility with a simpler mechanism than using an elastic member.
本発明の動作制御装置では、前記第2付勢部は、ボールねじと、電動機と、前記ボールねじと前記電動機とを連結する連結部と、前記電動機を制御する制御部とを有し、前記ボールねじは、前記回動部が前記第3角度になった場合に一端が前記回動部と当接する直動部と、前記直動部の直動方向を中心軸とした回転と当該回転を伴った直動とを可能に前記直動部を支持する支持部とを有し、前記連結部は、前記直動部の回転運動と連動して回転する第1歯車と、前記第1歯車と噛合して前記電動機の出力軸と連動して回転する第2歯車とを有し、前記制御部は、所定条件に基づいて、前記直動部が前記一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう前記電動機を動作させる。 In the motion control device of the present invention, the second urging portion includes a ball screw, an electric motor, a connecting portion for connecting the ball screw and the electric motor, and a control unit for controlling the electric motor. The ball screw has a linear motion portion in which one end of the rotating portion comes into contact with the rotating portion when the rotating portion is at the third angle, and a rotation around the linear motion direction of the linear motion portion and the rotation. It has a support portion that supports the linear motion portion, and the connecting portion includes a first gear that rotates in conjunction with the rotational movement of the linear motion portion, and the first gear. It has a second gear that meshes and rotates in conjunction with the output shaft of the electric motor, and the control unit corresponds to a rotation direction when the linear motion unit is directed toward one end side based on a predetermined condition. The electric motor is operated so as to generate a rotational force.
従って、制限速度に対応した速度でモビリティを走行させるよう、第2付勢部による反力による示唆によってモビリティのユーザに促すことができる。また、当該制限速度に対応した速度でモビリティを走行させないよう促すことができる。 Therefore, the mobility user can be urged by the suggestion by the reaction force by the second urging unit to drive the mobility at a speed corresponding to the speed limit. In addition, it is possible to urge the mobility not to run at a speed corresponding to the speed limit.
本発明の動作制御装置では、前記車輪の回転速度を検知する第2検知部を備え、前記制御部は、前記車輪の回転速度が所定の制限速度以上である場合に前記直動部が前記一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう前記電動機を動作させ、前記制限速度は、前記回動部が前記第2角度になった場合に前記駆動部によって前記車輪に与えられる前記車輪の上限回転速度未満の回転速度である。 The motion control device of the present invention includes a second detection unit that detects the rotation speed of the wheel, and the control unit has the linear motion unit at one end when the rotation speed of the wheel is equal to or higher than a predetermined speed limit. The electric motor is operated so as to generate a rotational force corresponding to the rotational direction when moving toward the side, and the speed limit is given to the wheel by the driving unit when the rotating unit reaches the second angle. The rotation speed is less than the upper limit rotation speed of the wheel.
従って、モビリティが発揮できる性能限界未満の速度で走行するよう促すことができ、モビリティのより安定的な運用に寄与する。 Therefore, it is possible to encourage the vehicle to travel at a speed lower than the performance limit at which mobility can be exhibited, which contributes to more stable operation of mobility.
本発明の動作制御装置では、前記制御部は、前記車輪の回転速度が所定の制限速度を上回る程、前記直動部が前記一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じさせるトルクが高まるよう前記電動機を動作させる。 In the motion control device of the present invention, the control unit produces a torque corresponding to the rotation direction when the linear motion unit is directed toward one end side so that the rotation speed of the wheel exceeds a predetermined speed limit. The electric motor is operated so as to increase.
従って、制限速度又は制限速度を大幅に超えない速度とするようモビリティのユーザに促すことができる。 Therefore, it is possible to encourage the mobility user to set the speed limit or the speed not significantly exceeding the speed limit.
本発明の動作制御装置では、前記第1付勢部は、前記回動部と連結された弾性部材である。 In the motion control device of the present invention, the first urging portion is an elastic member connected to the rotating portion.
従って、当該弾性部材を利用するというより簡便な仕組み回動部を第1角度側に戻す付勢力を生じさせることができる。 Therefore, it is possible to generate an urging force that returns the rotating portion to the first angle side, which is a simpler mechanism than using the elastic member.
本発明の動作制御装置によれば、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。 According to the motion control device of the present invention, the speed control of mobility becomes possible with a simpler mechanism.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The requirements of each embodiment described below can be combined as appropriate. In addition, some components may not be used.
(実施形態1)
図1は、実施形態1の動作制御装置が適用されるモビリティ10の模式的な構成例を示す斜視図である。モビリティ10は、前輪10a、後輪10bの少なくとも一方(例えば後輪10b)が原動機によって回転駆動されることで走行する。実施形態の原動機は、電動機であるモータ11(図2等参照)を含む電動機関であるが、例えばレシプロエンジンのような内燃機関であってもよいし、内燃機関と電動機関とを組み合わせた所謂ハイブリッド構成であってもよいし、その他、モビリティで利用可能な駆動系であれば適宜採用可能である。原動機は、モビリティ10の筐体10cに内蔵される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration example of a
図2、図3及び図4は、実施形態1における動作制御装置1の主要構成を示す模式図である。動作制御装置1は、アクセルペダル21、回動部22、ストロークセンサ31、ECU(Electronic Control Unit)32、リターンスプリング41、反力発生スプリング42等を備える。
2, 3 and 4 are schematic views showing the main configuration of the
アクセルペダル21は、モビリティ10においてモビリティ10の利用者(搭乗者)であるユーザの脚Fによる踏込操作を受けられる位置(例えば図1に示すシート10dの前方)に設けられる。
The
回動部22は、一端にアクセルペダル21が設けられ、当該一端と他端22aとの間の回動軸22bを支点として回動可能に設けられる部材である。回動部22は、アクセルペダル21に対するユーザの踏込等による付勢力に応じて回動する。
The rotating
ストロークセンサ31は、回動部22の回動角度を検知する検知部として機能する。例えばストロークセンサ31は、回動軸22bの回動角度を検知することで回動部22の回動角度を検知する構成として回動軸22bの位置に設けられる。ストロークセンサ31の具体的態様はこれに限られるものでなく、回動部22の回動角度を検知可能であれば具体的な位置及び検知方法については適宜変更可能である。
The
ECU32は、ストロークセンサ31が検知した回動部22の回動角度に基づいてモータ11の動作を制御する。ECU32とモータ11とは協働し、ストロークセンサ31が検知した回動部22の回動角度に基づいてモビリティ10の車輪(例えば後輪10b)に駆動を与える駆動部として機能する。
The
リターンスプリング41は、回動部22が第1の回動角度(第1角度)になるよう回動部22に対して付勢力を与える。すなわち、実施形態1において、リターンスプリング41は第1付勢部として機能する。
The
第1角度は、例えば図2に示すように、脚Fによる踏込がアクセルペダル21に対して行われていない場合の回動部22の回動角度である。リターンスプリング41の付勢力を超える付勢力を伴って脚Fによる踏込がアクセルペダル21に対して行われた場合、リターンスプリング41の付勢力に反する方向に他端22aを回動させるように回動部22の回動角度が変化する。ここで、リターンスプリング41の付勢力に反する方向に他端22aを回動させた場合に回動部22が取り得る回動角度であって、当該反する方向の限界回動角度を第2の回動角度(第2角度)とする。
The first angle is, for example, as shown in FIG. 2, the rotation angle of the
反力発生スプリング42は、回動部22が第1角度と第2角度の間の第3角度になった場合に回動部22が第2角度側に回動しようとする力に対する反力を与える第2付勢部として機能する。
The reaction
具体的には、図2等で示すように、リターンスプリング41と反力発生スプリング42は、他端22aを挟んで対向するよう配置される。リターンスプリング41は、一端が筐体10cに固定され、他端が他端22aに固定された引張ばねである。脚Fによるアクセルペダル21の踏込が行われていない場合、リターンスプリング41による引張力が他端22aに働くことで、回動部22は図2に示すような第1角度になる。
Specifically, as shown in FIG. 2 and the like, the
反力発生スプリング42は、一端が筐体10cに固定され、他端が他端22aの第2角度側で他端22aと対向するよう配置される圧縮ばねである。図2に示す例では、反力発生スプリング42の他端と他端22aとは離れている。従って、回動部22が第1角度である場合、反力発生スプリング42の弾性による反発力は他端22aに働かない。
The reaction
脚Fによるアクセルペダル21の踏込が行われると、図3に示すように、回動部22は第2角度側に回動する。これに伴い、他端22aが反力発生スプリング42側に向かうよう移動する。ここで、回動部22がある角度になると、他端22aと反力発生スプリング42とが当接する。これによって、反力発生スプリング42の弾性による反発力が他端22aに対して働くことが可能な状態になる。実施形態1では、他端22aと反力発生スプリング42とが当接する場合の回動部22の回動角度を第3角度としている。
When the
図4に示すように、図3に比して脚Fによるアクセルペダル21のさらなる踏込が行われると、他端22aがさらに反力発生スプリング42側に移動するよう回動部22が回動する。係る移動の際には、リターンスプリング41による引張力と、反力発生スプリング42による反発力の両方が他端22aを当該移動の反対方向に向かわせるように働く。
As shown in FIG. 4, when the
図5は、回動部22に対する踏込の度合いと、係る踏込による回動部22の第1角度から第2角度側への回動動作に対してリターンスプリング41又はリターンスプリング41及び反力発生スプリング42が回動部22に対して与える当該回動動作への反力との関係の一例を示すグラフである。図5は、実施形態1に対応するグラフである。図5及び後述する図9では、モビリティ10が平地にあり、アクセルペダル21が全く踏み込まれないことによって停止している状態を0[km/h]としている。アクセルペダル21の踏込に応じて0[km/h]を超える速度でモビリティ10が平地を走行することを想定している。また、回動部22の第2角度に応じてモビリティ10が平地で実現可能な設計上の限界速度の例を60[km/h]としている。また、回動部22の第3角度に応じた速度の例を30[km/h]としている。
FIG. 5 shows the degree of stepping on the rotating
図5に示すグラフに付された矢印P1から矢印P2までの範囲は、第1角度から第3角度までの範囲における回動部22の回動角度とリターンスプリング41によって回動部22に与えられる付勢力の大きさとの関係を示している。すなわち、矢印P1で示すように、回動部22が第1角度である場合には回動部22に対する付勢力は実質的にゼロであるか、又はほとんど生じない。一方、脚Fによるアクセルペダル21の踏込に応じて回動部22が第1角度から第3角度に近づくよう回動するほど、リターンスプリング41によって回動部22に与えられる付勢力(引っ張り力)が強くなる傾向を示す。
The range from the arrow P1 to the arrow P2 attached to the graph shown in FIG. 5 is given to the rotating
図5に示すグラフに付された矢印P2から矢印P3までの範囲は、第3角度から第2角度までの範囲における回動部22の回動角度とリターンスプリング41及び反力発生スプリング42によって回動部22に与えられる付勢力の大きさとの関係を示している。すなわち、回動部22が第3角度になることで他端22aと反力発生スプリング42とが当接し、回動部22に対して付勢力を与える構成がリターンスプリング41と反力発生スプリング42の両方になる。また、脚Fによるアクセルペダル21の踏込に応じて回動部22が第2角度に近づくよう回動するほど、リターンスプリング41によって回動部22に与えられる付勢力(引っ張り力)がより強くなることに加えて、反力発生スプリング42によって回動部22に与えられる付勢力(反発力)が強くなる傾向を示す。
The range from the arrow P2 to the arrow P3 attached to the graph shown in FIG. 5 is rotated by the rotation angle of the rotating
このように、回動部22が第1角度から第2角度に向かうように脚Fによるアクセルペダル21の踏込が行われた場合、踏込の度合いに応じて回動部22及びアクセルペダル21を介して脚Fに反力として伝達される付勢力が強くなっていく。ここで、回動部22が第3角度になった場合、リターンスプリング41に加えて反力発生スプリング42も回動部22に付勢力を与える構成になる。これによって、第3角度を超えて第2角度側に回動部22を回動させようとするアクセルペダル21の踏込に対する反力を飛躍的に大きくすることができる。従って、アクセルペダル21の踏込を行うユーザに対して、第3角度を超えて第2角度側に回動部22を回動させようとするさらなる踏込を抑制するよう促すことができる。すなわち、第3角度に対応するモビリティ10の平地での走行速度を、モビリティ10の運用において想定された一つの基準となる速度(例えば30[km/h])とすることで、ユーザに当該基準となる速度でモビリティ10を走行させるよう促すことができる。また、当該基準となる速度を超えた速度でモビリティ10を走行させないよう促すことができる。
In this way, when the
以上、実施形態1によれば、第1角度と第2角度の間で回動可能に設けられて付勢力に応じて回動する回動部(例えば回動部22)と、回動部22の回動角度を検知する第1検知部(ストロークセンサ31)と、第1検知部が検知した回動部の回動角度に基づいて車輪(例えば後輪10b)に駆動を与える駆動部(例えばモータ11)と回動部が第1角度になるよう付勢する第1付勢部(例えばリターンスプリング41)と、例えば脚Fによるアクセルペダル21の踏込等、外部からの付勢力に応じて回動部が第1角度と第2角度の間の第3角度になった場合に回動部が第2角度側に回動しようとする力に対する反力を与える第2付勢部(例えば反力発生スプリング42)とを備える。これによって、回動部が第3角度である場合にもたらされる車輪の回転速度に対応したモビリティ(例えばモビリティ10)の速度が想定された一つの基準となる速度(例えば30[km/h])となるようにすることで、第2付勢部による反力が回動部に与えられることで当該基準となる速度でモビリティを走行させるようモビリティのユーザに促すことができる。また、当該基準となる速度を超えた速度でモビリティを走行させないよう促すことができる。このように、実施形態1によれば、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。
As described above, according to the first embodiment, the rotating portion (for example, the rotating portion 22) that is rotatably provided between the first angle and the second angle and rotates according to the urging force, and the rotating
また、第2付勢部(例えば反力発生スプリング42)は、回動部(例えば回動部22)が第3角度になった場合に回動部と当接する弾性部材である。これによって、当該弾性部材を利用するというより簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。 Further, the second urging portion (for example, the reaction force generating spring 42) is an elastic member that comes into contact with the rotating portion when the rotating portion (for example, the rotating portion 22) has a third angle. This makes it possible to control the speed of mobility with a simpler mechanism than using the elastic member.
また、第1付勢部(例えばリターンスプリング41)は、回動部(例えば回動部22)と連結された弾性部材である。これによって、当該弾性部材を利用するというより簡便な仕組み回動部を第1角度側に戻す付勢力を生じさせることができる。従って、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。 Further, the first urging portion (for example, the return spring 41) is an elastic member connected to the rotating portion (for example, the rotating portion 22). As a result, it is possible to generate an urging force that returns the rotating portion of the mechanism, which is simpler than using the elastic member, to the first angle side. Therefore, it is possible to control the speed of mobility with a simpler mechanism.
(実施形態2)
次に、実施形態1と異なる実施形態2について、図6から図9を参照して説明する。実施形態2の説明に係り、実施形態1と同様の構成については同じ符号を伏して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment different from the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 9. Regarding the description of the second embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図6、図7及び図8は、実施形態2における動作制御装置1Aの主要構成を示す模式図である。動作制御装置1Aは、動作制御装置1における反力発生スプリング42に代えて、他端22aを挟んでリターンスプリング41と対向する位置に設けられた第2付勢部を備える。第2付勢部は、ボールねじ43と、電動機44とを備える。
6, 7 and 8 are schematic views showing a main configuration of the
ボールねじ43は、直動部43aと、支持部43bと、第1歯車43cとを有する。直動部43aは、回動部22が第3角度になった場合に一端が他端22aと当接する。支持部43bは、直動部43aを支持する。直動部43aは、支持部43bによって、直動方向を中心軸とした回転と当該回転を伴った直動とを可能に支持される。当該直動方向は、リターンスプリング41とボールねじ43との対向方向である。
The ball screw 43 has a
第1歯車43cは、直動部43aの回転運動と連動して回転する。具体的には、第1歯車43cは、例えば支持部43b内に設けられて直動部43aの回転と連動して回転する図示しない歯車と噛合する歯車である。
The
電動機44は、出力軸44aに第2歯車44bが設けられる。第2歯車44bは、第1歯車43cと噛合し、出力軸44aと連動して回転する。
The
第1歯車43cと第2歯車44bは、ボールねじ43と電動機44とを連結する連結部として機能する。図6から図8で例示する第1歯車43c及び電動機44は外部に露出しているが、これに限られるものでない。第1歯車43c及び電動機44は、ギアボックスのような筐体内に設けられてもよい。当該ギアボックスは、支持部43bと統合された構成であってもよい。また、第1歯車43cは、直動部43aを中心軸とする歯車であってもよい。
The
また、実施形態2では、反力発生スプリング42Aが、他端22a及びボールねじ43を挟んでリターンスプリング41と対向するよう配置される。反力発生スプリング42Aは、一端が筐体10cに固定され、他端が直動部43aの他端に固定された圧縮ばねである。反力発生スプリング42Aは、直動部43aをリターンスプリング41側に付勢する反発力を生じる。反力発生スプリング42Aは、当該反発力によって、直動部43aが直動によって所定の初期位置よりも反力発生スプリング42A側に移動した場合に直動部43aを当該所定の初期位置に戻すよう付勢する。当該所定の初期位置は、例えば図6に示す直動部43aの位置である。具体的には、直動部43aの所定の初期位置は、例えば支持部43bによって支持された範囲内における最もリターンスプリング41側の位置である。回動部22の回動角度が第1角度である場合、すなわち、脚Fによるアクセルペダル21への踏込が行われていない場合、図6に示すように、所定の初期位置にある直動部43aの一端と他端22aとは当接しない。
Further, in the second embodiment, the reaction
図6に示す状態から脚Fによるアクセルペダル21の踏込が行われると、図7に示すように、回動部22は第2角度側に回動する。これに伴い、他端22aがボールねじ43側に向かうよう移動する。ここで、回動部22がある角度になると、他端22aと直動部43aとが当接する。係る移動の際には、リターンスプリング41による引張力が他端22aを当該移動の反対方向に向かわせるように働く。実施形態2では、他端22aと直動部43aとが当接する場合の回動部22の回動角度を第3角度としている。
When the
他端22aと直動部43aとが当接した状態で、さらに脚Fによるアクセルペダル21の踏込が行われると、図8に示すように、回動部22が第2角度側に回動することで、他端22aを介して直動部43aを他端側に直動させようとする力が働く。これによって、直動部43aが、当該直動方向を中心軸とした回転を伴って他端側に直動する。係る移動の際には、リターンスプリング41による引張力と、直動部43aを介して反力発生スプリング42Aが作用させる反発力の両方が他端22aを当該移動の反対方向に向かわせるように働く。さらに、直動部43aと連動して回転する第1歯車43cが第2歯車44bと噛合していることにより生じる出力軸44aの回転のための力が、他端22aの当該移動の反力として働く。ここで、直動部43aが他端側に直動した場合に連動して生じる出力軸44aの回転方向と反対方向に出力軸44aを回転させる回転力、すなわち、直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を電動機44が出力軸44aに与えた場合、当該回転力は、他端22aの当該移動のさらなる反力として働く。
When the
実施形態2のECU32は、実施形態1で説明した機能に加えて、さらに、車輪(例えば後輪10b)の回転速度を検知する第2検知部及び電動機44を制御する制御部として機能する。
In addition to the functions described in the first embodiment, the
ECU32が第2検知部としての機能を果たすための具体的な構成は任意であるが、例えばモータ11の回転速度がフィードバックされることによって後輪10bの回転速度及び当該後輪10bの回転速度に対応するモビリティ10の速度(例えば時速[km/h])を求められるようにする構成が考えられる。また、後輪10bを回転可能に軸支するシャフト(又はモータ11の出力軸)に設けられて回転速度を検知する図示しないエンコーダの出力をECU32が取得し、当該出力に基づいて後輪10bの回転速度及び当該後輪10bの回転速度に対応するモビリティ10の速度(例えば時速[km/h])を求められるようにしてもよい。この場合、当該エンコーダが実質的に第2検知部として機能している。すなわち、第2検知部は、ECU32と別個の構成であってもよい。
The specific configuration for the
実施形態2のECU32は、所定条件に基づいて直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう電動機44を動作させる。具体的には、実施形態2のECU32は、後輪10bの回転速度が所定の制限速度以上である場合に直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう電動機44を動作させる。当該制限速度は、回動部22が第2角度になった場合にモータ11によって後輪10bに与えられる上限回転速度(例えば60[km/h])未満の回転速度である。より具体的には、当該制限速度は、例えば30[km/h]である。
The
実施形態2のECU32は、後輪10bの回転速度が上述の制限速度(例えば30[km/h])を上回る程、直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じさせるトルクが高まるよう電動機44を動作させる。
In the
図9は、回動部22に対する踏込の度合いと、係る踏込による回動部22の第1角度から第2角度側への回動動作に対して回動部22に対して与えられる当該回動動作への反力との関係の一例を示すグラフである。図9は、実施形態2に対応するグラフである。
FIG. 9 shows the degree of stepping on the rotating
図9に示すグラフに付された矢印P1から矢印P2までの範囲は、第1角度から第3角度までの範囲における回動部22の回動角度とリターンスプリング41によって回動部22に与えられる付勢力の大きさとの関係を示している。図9に示すグラフに付された矢印P1から矢印P2までの範囲については、図5を参照した説明と同様である。平地での走行を想定すると、矢印P2、すなわち、回動部22の第3角度に対応するアクセルペダル21の踏込に応じて、モビリティ10が上述の制限速度(例えば30[km/h])で走行するよう後輪10bが駆動される。
The range from the arrow P1 to the arrow P2 attached to the graph shown in FIG. 9 is given to the rotating
図9に示すグラフに付された矢印P2から矢印P3までの範囲は、上述の制限速度(例えば30[km/h])以上でモビリティ10が走行するよう仕向けるアクセルペダル21の踏込が行われた場合を示す。矢印P2で示すように、回動部22が第3角度になることで他端22aと直動部43aとが当接し、直動部43aを介して回動部22に対して与えられる付勢力が回動部22を第1角度側に回動させる力、すなわち、アクセルペダル21に対する踏込の反力になる。ここで、実施形態2のECU32が、後輪10bの回転速度が上述の制限速度以上である場合に直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう電動機44を動作させることで、矢印P2を境として、アクセルペダル21に対する踏込の反力をより大きくすることができる。さらに、実施形態2のECU32が、後輪10bの回転速度が上述の制限速度を上回る程、直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じさせるトルクが高まるよう電動機44を動作させることで、アクセルペダル21に対する踏込の反力をさらに大きくすることができる。このようにして制御されるアクセルペダル21に対する踏込の反力によって、ユーザに制限速度又は制限速度を大幅に超えない速度でモビリティ10を走行させるよう促すことができる。また、図9に示すように、矢印P3に対応する上限回転速度(例えば60[km/h])に実質的に至れないほど直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じさせるトルクを高めることで、モビリティ10が当該上限回転速度に至ってしまうことを抑制できる。
In the range from arrow P2 to arrow P3 attached to the graph shown in FIG. 9, the
なお、後輪10bの回転速度が上述の制限速度(例えば30[km/h])を上回る程直動部43aが一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じさせるトルクが高まるよう電動機44を動作させる制御において、当該トルク制御をよりきめ細かに行ってもよい。図9では、矢印P4で示すように、制限速度(例えば30[km/h])と上限回転速度(例えば60[km/h])の間の速度(例えば40[km/h])を、反力の大きさの制御分岐点としている例を示している。より具体的には、制御分岐点となる速度以下の矢印P2から矢印P4の範囲における速度の上昇に対する負荷の上昇の度合いに比して、制御分岐点となる速度を超える矢印P4から矢印P3の範囲における速度の上昇に対する負荷の上昇の度合いがより大きくなっている。このように、制限速度以上の速度範囲において速度の上昇と負荷の上昇との対応関係を複数段階的に変化させることで、アクセルペダル21の踏込に対する反力の増大による「過剰な速度の上昇を抑制するための示唆」をより顕著に示すことができる。
As the rotation speed of the
なお、図9では、矢印P2から矢印P3の範囲における速度の上昇に対する負荷の上昇の度合いの制御分岐点が1つである場合を例示しているが、このような制御分岐点を複数設けてもよい。 Note that FIG. 9 illustrates a case where there is one control branch point for the degree of increase in load with respect to an increase in speed in the range from arrow P2 to arrow P3, but a plurality of such control branch points are provided. May be good.
以上、回動部22の回動角度に対応した後輪10bの回転速度(モビリティ10の時速)に基づいた制御について説明したが、実施形態2のECU32による電動機44の動作制御は、回動部22の回動角度以外の理由による後輪10bの回転速度(モビリティ10の時速)の増減を考慮したものであってもよい。例えば、モビリティ10が坂道を上がるように走行する場合、平地での走行に比して、アクセルペダル21の踏込に対するモビリティ10の速度(時速)の上昇の度合いは小さくなる傾向がある。モビリティ10の速度の増減は、後輪10bの回転速度の増減をもたらす。このように、アクセルペダル21の踏込に応じた回動部22の回動角度以外の理由で後輪10bの回転速度の増減に影響がある場合、実施形態2のECU32は、後輪10bの回転速度(モビリティ10の時速)に基づいて電動機44の動作を制御するようにしてもよい。具体的には、直動部43aの一端が他端22aと当接する回動部22の回転角度に対応するアクセルペダル21の踏込が行われていてもモビリティ10が制限速度(例えば30[km/h])未満である場合、ECU32は、直動部43aを介して回動部22に与えられる反力をより小さくするように電動機44を制御してもよい。より具体的には、この場合、ECU32は、例えば直動部43aが他端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう電動機44を動作させるようにしてもよい。これによって、直動部43aを他端22aから離すように直動部43aを動作させ、直動部43aを介して回動部22に与えられる反力の増加の発生を抑制できる。従って、制限速度(例えば30[km/h])に至るまで、モビリティ10の加速を不必要に阻害しない制御を実現できる。
Although the control based on the rotation speed of the
また、モビリティ10が坂道を下るように走行する場合、平地での走行に比して、アクセルペダル21の踏込に対するモビリティ10の速度(時速)の実際の上昇の度合いは大きくなる傾向がある。これによって、平地を想定したセッティングでは直動部43aの一端が他端22aと当接する前にモビリティ10が制限速度(例えば30[km/h])に至る可能性がある。このような場合を考慮して、直動部43aの一端が他端22aと当接する回動部22の回動角度を、平地で制限速度に至る場合の回動部22の回動角度よりも第1角度側とするようにしてもよい。これによって、アクセルペダル21の踏込以外の理由でモビリティ10が加速する場合であっても、モビリティ10が制限速度以上になった場合に直動部43aを介した負荷(反力)の上昇を回動部22に生じさせる制御を適用可能になる。係る回動部22の回動角度と直動部43aの一端との位置関係については、モビリティ10の走行が想定される条件(例えば下り坂の傾斜角度等)に基づいた実測やシミュレーション等に基づいて決定される。以上説明した下り坂と上り坂の両方を考慮した回動部22の回動角度と直動部43aの一端との位置関係及び電動機44の動作制御を行うことで、より柔軟に実際のモビリティ10の速度に対応したアクセルペダル21の踏込に対する反力の制御を実現できる。
Further, when the
また、実施形態2のECU32は、モータ11と電動機44の両方の動作制御を行っているが、モータ11の動作制御を行う構成と電動機44の動作制御を行う構成とが個別に設けられてもよい。
Further, although the
以上、実施形態2によれば、第2付勢部は、ボールねじ(例えばボールねじ43)と、電動機(例えば電動機44)と、ボールねじと電動機とを連結する連結部と、電動機を制御する制御部(例えばECU32)とを有する。ボールねじは、回動部(例えば回動部22)が第3角度になった場合に一端が回動部と当接する直動部(例えば直動部43a)と、直動部の直動方向を中心軸とした回転と当該回転を伴った直動とを可能に直動部を支持する支持部(例えば支持部43b)とを有する。連結部は、直動部の回転運動と連動して回転する第1歯車(例えば第1歯車43c)と、第1歯車と噛合して電動機の出力軸(例えば出力軸44a)と連動して回転する第2歯車(例えば第2歯車44b)とを有する。制御部は、所定条件に基づいて、直動部が一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう電動機を動作させる。これによって、例えば車輪(例えば後輪10b)の回転速度が所定の制限速度以上である場合に直動部が一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう電動機を動作させることで、制限速度に対応した速度でモビリティを走行させるよう、第2付勢部による反力による示唆によってモビリティのユーザに促すことができる。また、当該制限速度に対応した速度でモビリティを走行させないよう促すことができる。このように、実施形態2によれば、より簡便な仕組みでモビリティの速度制御が可能になる。
As described above, according to the second embodiment, the second urging portion controls the ball screw (for example, the ball screw 43), the electric motor (for example, the electric motor 44), the connecting portion for connecting the ball screw and the electric motor, and the electric motor. It has a control unit (for example, ECU 32). The ball screw has a linear movement portion (for example, a
また、制限速度は、回動部(例えば回動部22)が第2角度になった場合に駆動部(例えばモータ11)によって車輪(例えば後輪10b)に与えられる車輪の上限回転速度未満の回転速度である。これによって、モビリティが発揮できる性能限界未満の速度で走行するよう促すことができ、モビリティのより安定的な運用に寄与する。
Further, the speed limit is less than the upper limit rotation speed of the wheels given to the wheels (for example, the
また、制御部は、車輪(例えば後輪10b)の回転速度が所定の制限速度を上回る程、直動部(例えば直動部43a)が一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じさせるトルクが高まるよう電動機を動作させる。これによって、制限速度又は制限速度を大幅に超えない速度とするようユーザに促すことができる。
Further, the control unit exerts a rotational force corresponding to the rotation direction when the linear motion unit (for example, the
なお、図1を参照して説明したモビリティ10は所謂三輪モビリティであるが、これはモビリティの形態の一例であってこれに限られるものでない。モビリティは、二輪車であってもよいし、四輪以上の車輪を有する車両であってもよい。モビリティは、ヒトが移動に際して利用する乗り物であって、移動のための駆動力を担う原動機を有していればよい。
The
1,1A 動作制御装置
10b 後輪
11 モータ
22 回動部
31 ストロークセンサ
32 ECU
41 リターンスプリング
42 反力発生スプリング42
43 ボールねじ
43a 直動部
43b 支持部
43c 第1歯車
44 電動機
44a 出力軸
44b 第2歯車
1,1A
41
43
Claims (6)
前記回動部の回動角度を検知する第1検知部と、
前記第1検知部が検知した前記回動部の回動角度に基づいて車輪に駆動を与える駆動部と、
前記回動部が前記第1角度になるよう付勢する第1付勢部と、
外部からの付勢力に応じて前記回動部が前記第1角度と前記第2角度の間の第3角度になった場合に前記回動部が前記第2角度側に回動しようとする力に対する反力を与える第2付勢部とを備える
動作制御装置。 A rotating part that is rotatably provided between the first angle and the second angle and rotates according to the urging force.
A first detection unit that detects the rotation angle of the rotation unit, and
A drive unit that gives drive to the wheels based on the rotation angle of the rotating unit detected by the first detection unit, and
A first urging portion that urges the rotating portion to have the first angle, and a first urging portion.
A force that causes the rotating portion to rotate toward the second angle when the rotating portion becomes a third angle between the first angle and the second angle in response to an external urging force. An operation control device including a second urging unit that gives a reaction force to the vehicle.
請求項1に記載の動作制御装置。 The motion control device according to claim 1, wherein the second urging portion is an elastic member that comes into contact with the rotating portion when the rotating portion is at the third angle.
ボールねじと、
電動機と、
前記ボールねじと前記電動機とを連結する連結部と、
前記電動機を制御する制御部とを有し、
前記ボールねじは、
前記回動部が前記第3角度になった場合に一端が前記回動部と当接する直動部と、
前記直動部の直動方向を中心軸とした回転と当該回転を伴った直動とを可能に前記直動部を支持する支持部とを有し、
前記連結部は、
前記直動部の回転運動と連動して回転する第1歯車と、
前記第1歯車と噛合して前記電動機の出力軸と連動して回転する第2歯車とを有し、
前記制御部は、所定条件に基づいて、前記直動部が前記一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう前記電動機を動作させる
請求項1に記載の動作制御装置。 The second urging unit
With a ball screw
With an electric motor
A connecting portion that connects the ball screw and the electric motor,
It has a control unit that controls the electric motor, and has a control unit.
The ball screw
When the rotating portion has the third angle, one end of the rotating portion comes into contact with the rotating portion, and a linear moving portion.
It has a support portion that supports the linear movement portion so that the rotation of the linear movement portion about the linear movement direction and the linear movement accompanied by the rotation can be performed.
The connecting part
The first gear that rotates in conjunction with the rotational movement of the linear motion unit,
It has a second gear that meshes with the first gear and rotates in conjunction with the output shaft of the motor.
The operation control device according to claim 1, wherein the control unit operates the electric motor so as to generate a rotational force corresponding to a rotation direction when the linear motion unit is directed toward one end side based on a predetermined condition.
前記制御部は、前記車輪の回転速度が所定の制限速度以上である場合に前記直動部が前記一端側に向かう場合の回転方向に対応する回転力を生じるよう前記電動機を動作させ、
前記制限速度は、前記回動部が前記第2角度になった場合に前記駆動部によって前記車輪に与えられる前記車輪の上限回転速度未満の回転速度である
請求項3に記載の動作制御装置。 A second detection unit that detects the rotational speed of the wheel is provided.
The control unit operates the electric motor so as to generate a rotational force corresponding to the rotation direction when the linear motion unit is directed toward one end side when the rotation speed of the wheel is equal to or higher than a predetermined speed limit.
The motion control device according to claim 3, wherein the speed limit is a rotation speed less than the upper limit rotation speed of the wheel given to the wheel by the drive unit when the rotation unit reaches the second angle.
請求項4に記載の動作制御装置。 The control unit operates the electric motor so that as the rotation speed of the wheels exceeds a predetermined speed limit, the torque that generates a rotational force corresponding to the rotation direction when the linear motion unit is directed toward one end side increases. The operation control device according to claim 4.
請求項1から5のいずれか一項に記載の動作制御装置。 The operation control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first urging portion is an elastic member connected to the rotating portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019212551A JP2021084458A (en) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | Operation control device |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=76088209
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023091634A1 (en) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Ksr Ip Holding, Llc | Passive force emulator pedal assembly |
-
2019
- 2019-11-25 JP JP2019212551A patent/JP2021084458A/en active Pending
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WO2023091634A1 (en) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Ksr Ip Holding, Llc | Passive force emulator pedal assembly |
US11932220B2 (en) | 2021-11-19 | 2024-03-19 | KSR IP Holdings, LLC | Passive force emulator pedal assembly |
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