JP2022105801A - 電動アシスト台車の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は簡易かつ確実にアシスト機能が働く電動アシスト台車の駆動方法を提供する。【解決手段】台車のハンドル部の左右に歪センサ４，５を貼り付け、ハンドルを押したとき、または引いた時の加圧を歪センサ４，５で検出して、歪検出量の大小に応じて、電動台車のブラシレス・ダイレクト・インホイールモータ２，３を駆動する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動台車にブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを付けて、台車ハンドルを押す力、引く力をブラシレス・ダイレクト・インホイールモータの電流を検出して、電動台車を駆動制御にする電動アシスト台車に関するものである。

台車は、民生、産業、農業分野において幅広く使用されている運搬手段だが、
重たい荷物、坂道では、台車のハンドルを押す大きな力が必要で、運搬者が疲れる。そのために運搬車の負担を軽減する電動台車が提案されている。また、この分野の宅配便では、細い道路を運搬するには、車で運搬できないために、台車にて運搬しなければならず、楽に運搬できる台車が望まれている。また年配者、女性が荷物を台車にて運搬する機会が多くなっている。

この解決手段として、電動台車があるが、モータ駆動するのにＳＷで行う方法がある。即ちＳＷを倒すことにより、モータ駆動にスイッチが入り前進する。しかし、この方法は、常にスイッチ操作をしなければならず、煩雑である上に、万が一運搬車がスイッチ入れたまま、手を離すと、そのまま自走して危険である。そこで、運搬車が台車を押したいと明確な動作がありハンドルを押している間のみモータ駆動する方法が便利であり、安全である。これを実現するハンドルを押したことを検出して、モータ駆動する電動アシスト台車の発明である。

安全機能として、モータ停止電子スイッチを備え、スイッチを入れると、電子モータ停止がかかり、坂道等の安全を図る、即ち、上り坂の場合、ハンドルを押すのを中止するとモータ駆動が停止、電動台車が後ずさりして危険、下り坂の場合は、ハンドルを離すと危険なため、モータ停止ボタンにて電子ブレーキがかかり安全性を確保できる。

また、障害物、壁等に衝突した場合、モータ異常電流を検出して、モータを即停止する安全機能を備えた電動アシスト台車に関する発明である。

特許６３１６１５５号

しかしながら、上記特許文献に示されたものは、ハンドル部の圧力をある閾値以上を検出して電動モータでアシストするとなっている。しかしながら、台車の荷物の重さは不特定でありある時は１００ｋｇ程度以上の荷重、ある時は１００ｋｇ程度以下の荷重と千差万別であり、トルクお検出する閾値は、ある一定程度以上の荷重がない閾値を検出できない。このため、力のない人は１０ｋｇの比較的軽い荷重でも、モータアシストが必要でも、荷重が軽いため、閾値を超えなく、モータアシストが出来ない不具合が生じる。

そこで、本発明は簡易かつ確実にアシスト機能が働く電動アシスト台車の駆動方法を提供することを目的とする。

第１発明は、電動台車において、台車のハンドル部の左右に、歪センサを貼り付けハンドルを押したとき、または引いた時の加圧を歪センサで検出して、歪検出量の大小に応じて、電動台車のブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを駆動する方法。

第２発明では、ハンドルの逆Ｕ字部の左右下位に歪センサをつけて左右のハンドルの押す引くトルク（加圧）を検出する。左トルク＜右トルクの場合、右トルクが大きい場合、左右インホイールモータの内、左インホイールモータよりは、右インホイールモータ回転数が大きくして左折する、反対に左トルク＞右トルクの場合、右インホイールモータよりは、左インホイールモータの方が回転数大きくして右折する。

第３発明は、傾度センサを実装して、傾度を検出して下り坂道の場合は、坂道にて加速しない様にモータ速度一定にする機能、上り坂の場合は、モータトルク増やして速度一定にする方法。

第４発明は、ハンドル部に一定時間加圧がない場合は、一定時間後のモータ停止する機能。一定時間は任意に選択できる。

第５発明では、電動台車は、頻繁に走行と停止を繰り返す。このため、停止時に確実に停止する機能として、スイッチをおすことにより簡単にブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを電子的に停止する方法を備える。

スイッチからの停止信号を受け、モータコントロールのソフトウエアにおいて、同じ相に通電することによりモータは回転しないようにして、モータ回転停止、ブレーキとする。しかしながら同じ相に通電して停止している時、割込みが入ると、同じ相に通電が瞬間的に出来なくなりモータ駆動相が変化して、同じ相のブレーキが解除される。本発明のソフトウエア電子ブレーキは、特定の緊急割込み以外は割込み禁止とする。

第６発明では、ハンドルにユーザの握りを検知するタッチセンサを設け、該タッチセンサによりユーザがハンドルを握っていることを検知すること条件に、電動台車のブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを駆動する。

本発明の実施形態に係る電動アシスト台車概略の斜視図である。 同電動アシスト台車の制御フローチャートである。 同電動アシスト台車のモータコントロールブロック図である。 ハンドル加圧とモータ回転時間の図である。 ハンドル加圧と電動アシスト台車進行方向である。

本実施形態の電動アシスト台車１の全体概要斜視図を図１に示す。駆動輪２，３は、駆動輪モータで、ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを使用している。ハンドル加圧を検出する歪センサ４，５は、歪ゲージからなる歪センサである。バッテリー６は、例えば、荷台８の下に設けられると共に、モータ・コントロール基板９は、荷台の上側に配置される。ハンドルの周囲には、モータ停止スイッチ１０および、電源ＯＮ／ＯＦＦ１１のスイッチで配置される。

なお、前輪７，７は、駆動輪でないフリーの車輪である。

本実施形態の電動アシスト台車の説明に用いたモータは、ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータで説明したが、通常のブラシレスモータでも構わない。

図２は、電動アシスト台車の制御フローである。Ｓ２は、モータ停止スイッチが押されたかどうか判断、Ｓ３は、歪センサの信号によりハンドル加圧の判断、符号、Ｓ５は電動アシスト台車の傾斜判断している。

図３は、モータ・コントロールのブロック図である。符号Ｂ１は、ハンドル加圧を検出する歪センサ、符号Ｂ２は、歪センサ信号の増幅部、符号Ｂ３は、電動台車が傾斜しているか検出する傾斜センサ、符号Ｂ４は、モータを電子的に停止するスイッチ、符号Ｂ５は、全体制御とモータコントロールするＭＣＵである。

本実施形態の電動アシスト台車の動作は、停止時にハンドルを加圧した時の動作と、走行中の間にハンドルを加圧した時の２形態 動作に分けて説明する。

停止時：モータ停止しているときのスタートは、モータ停止スイッチをＯＦＦにしないとスタートしない。モータ駆動時間をモータ電流を駆動した時点から１秒間と規定すると、１秒後にモータは止まる。モータ起動して１秒以内に、更にハンドルを押すと、その時点から１秒間、モータは駆動する。

ハンドルの加圧とモータ駆動時間の関係を図４に示す。図中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの点はモータ停止後にハンドルを加圧して、モータ回転、アシスト開始する。その点から1秒間、モータ回転し、1秒後にモータ回転停止する。Ｃの点は、モータ停止してから０．５秒後にハンドル加圧し、その点から1秒間、モータ回転する。

ハンドル加圧と電動アシスト台車の進行方向は表１に示す。ハンドル加圧は押す場合と引く場合に分かれるが、本説明ではハンドル押す場合で説明する。左右歪量は等しい“＝”、右歪量大きい“＜”、左歪量大きい“＞”で示す。

右歪量が大きい場合は、右モータが回転、左モータはフリー回転になり電動アシスト台車は左折する。図５の符号IIの方向。左歪量が大きい場合は、左モータ回転、右モータはフリー回転して右折する。図５の符号IIIの方向。左右歪量が等しい場合は、左右モータは回転して直進する。図５の符号Iの方向。

坂道で電動アシスト台車を停車する場合がある。安全性のため、確実に停車させるために、モータ停車スイッチを設け、スイッチいれる（モータ停止スイッチが押される）と電子ブレーキがかかる。電子ブレーキが効いた状態から台車スタートするには、スイッチＯＦＦしてからハンドル加圧でスタートする。

なお、本実施形態では、モータ停止スイッチを設ける場合について説明したが、これに加えて又は代えて、ハンドルの握り箇所にタッチセンサを設け、タッチセンサを介してユーザがハンドルを握っている場合に（図２のＳ１，Ｓ２に代えて）、アシストを実行するようにしてもよい。

また、本実施形態では、図中、歪センサは、ハンドル部を構成する左右のポールに各１枚ずつ貼付するように描かれているが、左右のポールのそれぞれに、前側及び後側で１枚づつ、計４枚を貼付してハンドル部の歪量を計測することが好ましい。この場合、押された側のポールの前側の歪センサが縮むと共に後側の歪センサが伸びる一方、引かれた側のポールの前側の歪センサが伸びると共に後側の歪センサが縮むことでより精度よくハンドル部の押引を検出することができる。

さらに、本実施形態では、ユーザが握るハンドルは左右ポールと一体の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、左右の歪センサの感度を向上させるためには、左ポールと一体に左ハンドルを構成すると共に、右ポールと一体に右ハンドルを構成し、左右ハンドルを分割してもよい。また、この場合、
左右ハンドルの握り部分を繋ぐパイプ状の懸架部を設けることがハンドル部の強度および歪センサの感度向上の両立のために好ましい。

１…電動アシスト台車１
２，３…駆動輪（ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータ）
４，５…歪センサ（歪ゲージ）
６…バッテリ
７，７…前輪
８…荷台
９…モータ・コントロール基板、
１０…モータ停止スイッチ
１１…電源ＯＮ／ＯＦＦのスイッチ

Claims (6)

1. 電動台車の駆動方法において、
   台車のハンドル部の左右に歪センサを貼り付け、ハンドルを押したとき、または引いた時の加圧を歪センサで検出して、歪検出量の大小に応じて、電動台車のブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを駆動することを特徴とする電動台車の駆動方法。
2. 請求項１記載の電動台車の駆動方法において、
   ハンドル部の逆Ｕ字部の左右下位に歪センサをつけて左右のハンドルの押す引くトルク（加圧）を検出し、左トルク＜右トルクの場合、左右ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータの内、左ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータより、右ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータの回転数を大きくして左折する、反対に左トルク＞右トルクの場合、右ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータより、左ブラシレス・ダイレクト・インホイールモータの回転数大きくして右折することを特徴とする電動台車の駆動方法。
3. 請求項１または２記載の電動台車の駆動方法において、
   傾度センサを実装して、傾度を検出して下り坂道の場合は、坂道にて加速しない様にモータ速度一定にする機能、上り坂の場合は、モータトルク増やして速度一定にする機能を有することを特徴とする電動台車の駆動方法。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の電動台車の駆動方法において、
   ハンドル部に一定時間加圧がない場合は、一定時間後のモータ停止する機能を有すること特徴とする電動台車の駆動方法。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の電動台車の駆動方法において、
   停止時に確実に停止させる機能として、スイッチを押すことにより簡単にブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを電子的に停止する方法を備えることを特徴とする電動台車の駆動方法。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の電動台車の駆動方法において、
   ハンドルにユーザの握りを検知するタッチセンサを設け、該タッチセンサによりユーザがハンドルを握っていることを検知すること条件に、電動台車のブラシレス・ダイレクト・インホイールモータを駆動することを特徴とする電動台車の駆動方法。

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